Som mange kanskje vet fra filmen GATTACA, er alt DNA sammensatt av nukleotider som inneholder en av fire baser: A, C, G og T. Disse bokstavene er "blåkopien" for livet som har utviklet seg over milliarder av år, sammenkoblet for å skape DNAs karakteristiske doble helixstruktur. Men som Sarah Kaplan rapporterer for The Washington Post, har forskere lagt to nye bokstaver til DNAs korte alfabet, og skapt bakterier som kan syntetisere aminosyrer som ikke normalt produseres av levende organismer.
I følge Associated Press kunne forskere som The Scripps Research Institute i La Jolla, California, i 2014 legge to nye baser, kalt X og Y, til DNA-en fra en laboratoriestamme av E. coli-bakterier. Som Kaplan rapporterer, var disse bakteriene ustabile og mistet X-ene og Y-ene etter noen dager.
Tidligere i år var teamet endelig i stand til å lage en stabil form for den modifiserte bakterien - men den oppdaterte versjonen kunne fortsatt ikke bruke sine syntetiske baser, rapporterer Ewen Callaway hos Nature . I det siste eksperimentet var imidlertid E. coli faktisk i stand til å bruke det utvidede alfabetet til å lage unaturlige aminosyrer, som kombinert med andre for å produsere glødende grønne proteiner. Forskningen vises i tidsskriftet Nature .
I følge AP er det fremdeles tidlige dager, men målet med denne typen kunstig DNA-programmering er å lage organismer som er i stand til å produsere forbindelser som kan ha et bredt spekter av formål, inkludert designermedisiner eller biodrivstoff. Kanskje forskere til og med kan lage organismer som kan angripe kreftceller eller suge opp oljesøl.
Som Callaway rapporterer, kan de fire naturlig forekommende DNA-basene kombinere i 64 forskjellige sammenkoblinger med tre bokstaver, også kjent som kodoner, oppskriften på en aminosyre. Men fordi flere forskjellige kodoner skaper den samme aminosyren, danner bare 20 aminosyrer grunnlaget for nesten alle proteiner i naturen. Å legge XY-baseparet til systemet kan gi ytterligere 100 aminosyremuligheter til blandingen.
“Det er bølgefronter; dette er kanten av vitenskapen, ”forteller University of Texas ved Austin-biokjemikeren Andrew Ellington, ikke involvert i forskningen, forteller Kaplan. "Vi lærer bedre å konstruere levende systemer."
Scripps-teamet er ikke den eneste gruppen som jobber med syntetisk DNA. Callaway rapporterer at forskere har modifisert DNA-baser siden 1989 og at forskere ved Institute of Bioengineering and Nanotechnology i Singapore har laget et lignende system i prøverør, ikke i levende celler.
Ikke alle er overbevist om at laget har gjort et gjennombrudd. Steve Benner, biokjemiker ved Foundation for Applied Molecular Evolution, forteller Kaplan at han tror det naturlige E. coli-DNA produserer aminosyrene til tross for at han har fremmed DNA i blandingen. Men Floyd Romesberg, leder for forskningslaboratoriet i Scripps der arbeidet blir utført, teller at det glødende grønne proteinet er et bevis på at E. coli bruker X- og Y-basene for å produsere en unaturlig aminosyre. Callaway påpeker at andre kritikere mener at X- og Y-basene holder seg sammen - en metode som ligner på hvordan fett klumper seg sammen - ikke er stabil nok til at denne typen systemer blir mer komplekse.
Selv om denne spesielle metoden ikke fører til den designer medisinrevolusjonen, øker eksperimentet muligheten for at det kan være alternative livsformer basert på et lignende, men annerledes DNA-lignende system. "Det antyder at hvis livet utviklet seg et annet sted, kunne det ha gjort det ved å bruke veldig forskjellige molekyler eller forskjellige krefter, " sier Romesberg til Antonio Regalado ved MIT Technology Review. "Livet slik vi kjenner det er kanskje ikke den eneste løsningen, og kanskje ikke det beste."
