Расширение алфавита ДНК позволяет клеткам производить новые белки

Ученые расширяют генетический код жизни, используя искусственную ДНК для создания полусинтетического штамма бактерий. Новое исследование показывает, что эти измененные микробы действительно работали, производя белки, не встречающиеся в природе. Это шаг к разработке дизайнерских лекарств.

Команда из The Scripps Research Institute в Калифорнии расширила генетический алфавит, создав две искусственные «буквы» ДНК — X и Y. Несколько лет назад исследователи создали тип бактерии E. coli, содержащий как натуральную ДНК, так и эту новую искусственную пару оснований, что позволило хранить дополнительную генетическую информацию внутри клеток.

Следующей задачей было проверить, могут ли клетки с этим гибридным геномом производить белки, как это делает обычная ДНК. Измененные клетки светились зеленым, производя флуоресцентный белок, содержащий неестественные аминокислоты, что было описано в журнале Nature.

«Мы можем создавать белки, построенные из большего количества элементов, чем обычно», — пояснил химик Scripps Флойд Ромесберг.

Хотя создание светящихся бактерий доказало работоспособность подхода, конечная цель — получать белки, которые выполняют новые функции. Это одна из целей синтетической биологии — создание организмов, работающих иначе, чем задумано природой, для производства дизайнерских лекарств, биотоплива и других продуктов. Технология Scripps лицензирована биотех-компанией Synthorx Inc., соучредителем которой является Ромесберг.

Новая работа показала, что измененная E. coli считывает искусственный генетический код и собирает новый белок с той же эффективностью, что и при использовании обычной ДНК.

«Этот бактериальный штамм был модифицирован действительно драматичным и необычным образом в этих позициях своего генома, — отметил Джеф Бёке, исследователь синтетической биологии из NYU. — И это делает его отличным от любого другого организма на планете сегодня».

Результат — платформа, которая предлагает способ увеличить разнообразие белков, производимых внутри живых клеток.