Искусственные строительные блоки жизни: созданы стабильные нуклеиновые кислоты с новыми свойствами
Учёные из Кёльнского университета впервые разработали в лаборатории искусственные нуклеотиды — строительные блоки ДНК — с дополнительными свойствами. Эти искусственные нуклеиновые кислоты могут найти применение в терапии.
Естественная ДНК состоит всего из четырёх типов нуклеотидов, каждый из которых включает сахар (дезоксирибозу), фосфатную группу и одно из четырёх азотистых оснований: аденин (A), тимин (T), гуанин (G) или цитозин (C).
Исследователи модифицировали структуру нуклеотидов, создав треофуранозильную нуклеиновую кислоту (TNA) с новой, дополнительной парой оснований. Это первые шаги к полностью искусственным нуклеиновым кислотам с расширенными химическими функциями. Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society.
Ключевые изменения в TNA:
- Замена сахара: 5-углеродный сахар дезоксирибоза заменён на 4-углеродный сахар.
- Расширение "алфавита": число нуклеотидных оснований увеличено с четырёх до шести.
Преимущества и потенциальное применение:
- Повышенная стабильность: TNA стабильнее природных ДНК и РНК.
- Устойчивость к деградации: замена сахара делает TNA нераспознаваемой для клеточных ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты. Это решает проблему быстрого разрушения терапевтических РНК в клетке.
- Новые функции: искусственная пара оснований обеспечивает альтернативные варианты связывания с мишенями в клетке.
По словам профессора Стефани Кат-Шорр, такие свойства особенно полезны для разработки новых аптамеров — коротких последовательностей ДНК или РНК для целевого управления клеточными механизмами.
TNA могут быть использованы для:
- Таргетной доставки лекарств к конкретным органам.
- Диагностики (например, для распознавания вирусных белков или биомаркеров).