Όπως πολλοί μπορεί να γνωρίζουν από την ταινία GATTACA, όλα τα DNA αποτελούνται από νουκλεοτίδια που περιέχουν μία από τις τέσσερις βάσεις: Α, C, G και Τ. Αυτές οι επιστολές είναι το "σχέδιο" για τη ζωή που έχει εξελιχθεί για δισεκατομμύρια χρόνια, Η διακριτή δομή διπλής έλικας του DNA. Αλλά όπως αναφέρει η Sarah Kaplan για το The Washington Post, οι ερευνητές έχουν προσθέσει δύο νέα γράμματα στο σύντομο αλφάβητο του DNA, δημιουργώντας βακτήρια που μπορούν να συνθέσουν αμινοξέα που συνήθως δεν παράγονται από ζωντανούς οργανισμούς.
Σύμφωνα με το Associated Press, το 2014 οι ερευνητές, όπως το Ινστιτούτο Ερευνών Scripps στο La Jolla της Καλιφόρνιας, μπόρεσαν να προσθέσουν δύο νέες βάσεις, που ονομάζονται Χ και Υ, στο DNA ενός εργαστηριακού στελέχους βακτηρίων E. coli. Όπως αναφέρει ο Kaplan, αυτά τα βακτήρια ήταν ασταθή, χάνοντας τα Xs και Ys μετά από μερικές ημέρες.
Νωρίτερα φέτος, η ομάδα ήταν τελικά σε θέση να δημιουργήσει μια σταθερή μορφή των τροποποιημένων βακτηριδίων - αλλά η ενημερωμένη έκδοση δεν μπορούσε να χρησιμοποιήσει τις συνθετικές βάσεις της, αναφέρει ο Ewen Callaway στο Nature . Στο τελευταίο πείραμα, ωστόσο, τα Ε. Coli ήταν πραγματικά ικανά να χρησιμοποιήσουν το εκτεταμένο αλφάβητο τους για να δημιουργήσουν μη φυσικά αμινοξέα, τα οποία σε συνδυασμό με άλλα παράγουν λαμπερές πράσινες πρωτεΐνες. Η έρευνα εμφανίζεται στο περιοδικό Nature .
Σύμφωνα με το AP, είναι ακόμα πρώτες μέρες, αλλά ο στόχος αυτού του είδους τεχνητού προγραμματισμού DNA είναι να δημιουργηθούν οργανισμοί που μπορούν να παράγουν ενώσεις που μπορούν να έχουν ένα ευρύ φάσμα σκοπών, συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων σχεδιαστών ή των βιοκαυσίμων. Ίσως οι ερευνητές θα μπορούσαν ακόμη και να δημιουργήσουν οργανισμούς ικανούς να επιτεθούν σε καρκινικά κύτταρα ή να απορροφήσουν πετρελαιοκηλίδες.
Όπως αναφέρει ο Callaway, οι τέσσερις φυσικές βάσεις DNA μπορούν να συνδυάσουν σε 64 διαφορετικούς συνδυασμούς τριών γραμμάτων, επίσης γνωστά ως κωδικόνια, τη συνταγή για ένα αμινοξύ. Αλλά επειδή πολλά διαφορετικά κωδικόνια δημιουργούν το ίδιο αμινοξύ, μόνο 20 αμινοξέα αποτελούν τη βάση για σχεδόν όλες τις πρωτεΐνες στη φύση. Η προσθήκη του ζεύγους βάσεων XY στο σύστημα θα μπορούσε να προσθέσει άλλες 100 δυνατότητες αμινοξέων στο μείγμα.
"Είναι κάτι εμπρός από το κύμα. αυτό είναι το πλεονέκτημα της επιστήμης ", λέει ο Kaplan στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο βιοχημικό του Austin Andrew Ellington, που δεν συμμετέχει στην έρευνα. «Καλύτερα να μάθουμε πώς να σχεδιάζουμε συστήματα διαβίωσης».
Η ομάδα Scripps δεν είναι η μοναδική ομάδα που εργάζεται σε συνθετικό DNA. Η Callaway αναφέρει ότι οι επιστήμονες έχουν τροποποιήσει βάσεις DNA από το 1989 και ότι οι ερευνητές του Ινστιτούτου Βιοϊατρικής και Νανοτεχνολογίας στη Σιγκαπούρη έχουν δημιουργήσει ένα παρόμοιο σύστημα σε δοκιμαστικούς σωλήνες και όχι σε ζωντανά κύτταρα.
Δεν είναι όλοι πεπεισμένοι ότι η ομάδα έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο. Ο Steve Benner, βιοχημικός στο Ίδρυμα Εφαρμοσμένης Μοριακής Εξέλιξης, λέει στον Kaplan ότι πιστεύει ότι το φυσικό DNA του Ε. Coli παράγει τα αμινοξέα παρά το γεγονός ότι έχει το αλλοδαπό DNA στο μείγμα. Αλλά ο Floyd Romesberg, επικεφαλής του ερευνητικού εργαστηρίου στο Scripps όπου γίνεται η εργασία, μετράει ότι η λαμπερή πράσινη πρωτεΐνη αποδεικνύει ότι το Ε. Coli χρησιμοποιεί τις βάσεις Χ και Υ για να παράγει ένα αφύσικο αμινοξύ. Ο Callaway επισημαίνει ότι άλλοι επικριτές πιστεύουν ότι ο τρόπος με τον οποίο οι βάσεις Χ και Υ κολλάνε σε μια άλλη μέθοδο - παρόμοια με τη μέθοδο που συσσωρεύει το λίπος - δεν είναι αρκετά σταθερή για να γίνει πιο πολύπλοκο αυτός ο τύπος συστήματος.
Ακόμη και αν αυτή η συγκεκριμένη μέθοδος δεν οδηγεί στην επανάσταση του σχεδιαστή φαρμάκου, το πείραμα εγείρει την πιθανότητα να υπάρχουν εναλλακτικές μορφές ζωής βασισμένες σε ένα παρόμοιο αλλά διαφορετικό σύστημα παρόμοιο με το DNA. "Υποδηλώνει ότι αν η ζωή εξελισσόταν αλλού, θα μπορούσε να το είχε κάνει χρησιμοποιώντας πολύ διαφορετικά μόρια ή διαφορετικές δυνάμεις", λέει ο Romesberg στον Antonio Regalado στο MIT Technology Review. "Η ζωή όπως γνωρίζουμε μπορεί να μην είναι η μόνη λύση και ίσως να μην είναι η καλύτερη λύση".
