Ученые создали новые «буквы» для расширения функций ДНК

Генетический алфавит состоит всего из четырех природных «букв» — A, C, G и T, которые кодируют белки. Исследователи из Института биоинженерии и нанотехнологий (IBN) Агентства науки, технологий и исследований (A*STAR) создали технологию ДНК с двумя новыми генетическими буквами для улучшения диагностики инфекционных заболеваний, таких как лихорадка денге и вирус Зика.

Технология расширения генетического алфавита — это внедрение искусственных пар оснований в ДНК. Существующие четыре буквы естественным образом связываются в пары A-T и G-C. Эти специфические пары оснований необходимы для репликации ДНК.

В 2009 году доктор Ичиро Хирао и доктор Мичико Кимото из IBN создали две новые генетические буквы — Ds и Px. Они специфически соединяются друг с другом, образуя искусственную пару оснований, которая может функционировать как третья базовая пара в ДНК.

В сотрудничестве с профессором Андреа Маркс из Университета Констанца (Германия) ученые впервые определили молекулярную структуру этой новой пары Ds-Px с помощью рентгеновской кристаллографии. Они обнаружили, что структура искусственной пары оснований поразительно похожа на природную.

«Вдохновением для дизайна нашей новой пары оснований ДНК послужили пазлы, где комплементарные формы соединяются в специфическую пару. Однако наша концепция была лишь гипотезой до недавнего исследования», — сказал доктор Хирао.

Используя эту технологию, IBN разрабатывает ДНК-аптамеры — модифицированные молекулы ДНК, способные связываться с молекулярными мишенями в организме. Команда планирует в течение двух лет выпустить тест-систему на основе этих ДНК-аптамеров для обнаружения инфекционных заболеваний.

Результаты исследования были опубликованы на обложке журнала Angewandte Chemie International Edition в сентябре 2017 года.