1
05 სექტემბერი 2026, 14:12
ჩვეულებრივ, მთელი ცნობილი სიცოცხლე დედამიწაზე DNA-ს მხოლოდ ოთხ „ასოს“ იყენებს: A - ადენინი, T - თიმინი, G - გუანინი და C - ციტოზინი. ისინი წყვილებად ერთდებიან - A:T და G:C. ამ ოთხი ნიშნით იწერება გენეტიკური ინფორმაცია, დაახლოებით ისე, როგორც ტექსტი იწერება ანბანის ასოებით. ადამიანის გენომიც, ხისაც, ვირუსისაც და ბაქტერიისაც ამავე ოთხნიშნა სისტემას ეფუძნება.
ახლა მეცნიერებმა ამ „ანბანს“ კიდევ ოთხი ხელოვნური ასო - P, Z, B და S - დაუმატეს. შედეგად მივიღეთ ოთხი წყვილი:
A–T | G–C | P–Z | B–S
ამ სისტემას Hachimoji DNA ეწოდება - „hachimoji“ იაპონურად დაახლოებით „რვა ასოს“ ნიშნავს. მნიშვნელოვანი ისაა, რომ ეს ხელოვნური ასოები უბრალოდ შემთხვევითი ქიმიკატები არ არის. ისინი ისეა შექმნილი, რომ DNA-ს ორმაგ სპირალში ბუნებრივი წყვილების მსგავს გეომეტრიას ინარჩუნებდნენ.
და აი აქ იწყება ახალი კვლევის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი. DNA უბრალოდ ინფორმაციის საწყობი რომ იყოს, დამატებითი ასოების შექმნა შედარებით ნაკლებად საინტერესო იქნებოდა. სიცოცხლისთვის DNA-ში ჩაწერილი ინფორმაცია უნდა წაიკითხოს უჯრედმა.
ამ საქმეს ერთ-ერთი უმთავრესი მოლეკულური „მანქანა“, RNA-პოლიმერაზა, აკეთებს. ის DNA-ს გასწვრივ მოძრაობს, კითხულობს გენეტიკურ ტექსტს და მის მიხედვით RNA-ს ქმნის. ეს არის გენის მუშაობის პირველი დიდი ეტაპი — ტრანსკრიფცია.
UC San Diego-ს მკვლევრებმა აიღეს E. coli-ს ბუნებრივი RNA-პოლიმერაზა და შეამოწმეს, შეძლებდა თუ არა ის DNA-ში ჩასმული P, Z, B და S ასოების სწორად წაკითხვას. შეძლო.
უფრო მეტიც, ექსპერიმენტებში ფერმენტი ხელოვნურ P:Z და B:S წყვილებს საკმაოდ ეფექტურად და შერჩევითად ცნობდა და შესაბამის ხელოვნურ RNA-ნუკლეოტიდებს ამატებდა. მკვლევრებმა მაღალი გარჩევადობის cryo-EM-ით ფერმენტის მუშაობაც „დაინახეს“ და აღმოაჩინეს, რომ მისი აქტიური ცენტრი ამ უცხო ასოებს ძალიან ჰგავს ბუნებრივ A:T და G:C წყვილებს როგორ ამუშავებს.
ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია იმიტომ, რომ მეცნიერებმა სპეციალურად თავიდან არ ააწყვეს ახალი ფერმენტი რვა ასოსთვის. ბუნებრივი ბაქტერიული მოლეკულური მანქანა აღმოჩნდა საკმარისად მოქნილი, რომ ადამიანის მიერ შექმნილი გენეტიკური ასოებიც წაეკითხა. UC San Diego სწორედ ამას უწოდებს მთავარ მიღწევას: უჯრედული აპარატურის ნაწილს შეუძლია ხელოვნური გენეტიკური ინფორმაციის დამუშავება.
აქ კიდევ ერთი ტექნიკური დაბრკოლებაც იყო. ხელოვნურ Z ასოს ზოგჯერ ბუნებრივ G-სთან არასწორად დაწყვილება შეეძლო. მკვლევრებმა ამიტომ შექმნეს მისი უფრო ზუსტი ვერსია - Z* - და ამით შეცდომების ალბათობა მნიშვნელოვნად შეამცირეს. ანუ ისინი არა მარტო ამოწმებდნენ „კითხულობს თუ არა“, არამედ ცდილობდნენ სისტემას რეალური გენეტიკური კოდის მსგავსი სიზუსტე ჰქონოდა.
რატომ შეიძლება ეს მომავალში ასეთი დიდი ამბავი აღმოჩნდეს?
რადგან ოთხასოიანი გენეტიკური ანბანი ქიმიური შესაძლებლობების გარკვეულ ზღვარს გვაძლევს. მეტი გენეტიკური „ასო“ თეორიულად ნიშნავს ბევრად მეტ შესაძლო ინფორმაციულ და ქიმიურ კომბინაციას. ეს შეიძლება გამოყენებული იყოს ახალი RNA-მოლეკულების, დიაგნოსტიკური საშუალებების, წამლებისა და ისეთი ბიოლოგიური სისტემების შესაქმნელად, რომლებიც ბუნებაში საერთოდ არ არსებობს. თავად მკვლევრები სწორედ ბიოტექნოლოგიასა და მედიცინას ასახელებენ მთავარ შესაძლო მიმართულებებად.
მაგალითად, გაფართოებული გენეტიკური ანბანები ადრინდელ კვლევებში უკვე გამოუყენებიათ ისეთი ხელოვნური DNA-მოლეკულების შესაქმნელად, რომლებსაც ღვიძლის კიბოს უჯრედების ამოცნობა შეეძლოთ. რვაასოიანი სისტემა ზრდის ქიმიურ მრავალფეროვნებას და, შესაბამისად, შეიძლება უფრო ზუსტი მოლეკულური „სენსორებისა“ და თერაპიული საშუალებების შექმნის შესაძლებლობაც გაზარდოს.
მაგრამ აქ ძალიან მნიშვნელოვანია საზღვარი, მეგობარო: მეცნიერებს ჯერ არ შეუქმნიათ რვაასოიანი ორგანიზმი, რომელიც დამოუკიდებლად ცხოვრობს, მრავლდება და ამ კოდით სრულ ცილებს აწარმოებს.
კვლევის ავტორებიც პირდაპირ არჩევენ ორ ეტაპს. მათ უკვე აჩვენეს DNA → RNA, ანუ ტრანსკრიფცია. მაგრამ შემდეგი დიდი ნაბიჯი - RNA - ცილა, ანუ ასეთი ახალი გენეტიკური კოდის „თარგმნა“ სრულიად ახალი ცილების შესაქმნელად - ჯერ მიღწეული არ არის ამ სისტემაში. კვლევის სქემაშიც ეს სწორედ მომავალ მიზნად არის მითითებული.
ამიტომ ყველაზე ზუსტი ფორმულირება ასეთია: მეცნიერებმა აჩვენეს, რომ ბუნებრივ უჯრედულ ფერმენტს შეუძლია ადამიანის მიერ შექმნილი რვაასოიანი DNA-ის წაკითხვა.
და აქედან უკვე მართლაც ძალიან დიდი ფილოსოფიური კითხვაც გამოდის: თუ დედამიწის მთელი ცნობილი სიცოცხლე ოთხასოიან გენეტიკურ ენაზეა დაწერილი, მაგრამ ბიოქიმია რვა ასოსაც იტანს, მაშინ ჩვენი ოთხასოიანი სისტემა შეიძლება არა სიცოცხლის ერთადერთი შესაძლო ენა, არამედ უბრალოდ ის ენა იყოს, რომელიც დედამიწის ევოლუციამ აირჩია.
ამიტომ ეს კვლევა ასტრობიოლოგიის თვალსაზრისითაც საინტერესოა: ის არ ამტკიცებს, რომ უცხოპლანეტური სიცოცხლე სხვა გენეტიკურ ანბანს იყენებს, მაგრამ გვაჩვენებს, რომ ქიმიური თვალსაზრისით სიცოცხლის ინფორმაციული სისტემა შესაძლოა ოთხი ბუნებრივი DNA-ასოთი აუცილებლობით არ შემოიფარგლებოდეს.
| სარეკლამო ადგილი - 11 650 x 60 |
