โดย ยศิน ซาพลาโคกลู เผยแพร่เมื่อ 22 กุมภาพันธ์ 2019
Researchers developed a new type of DNA in the labบาคาร่า that is made up of eight letters, rather than the natural four.นักวิจัยพัฒนาดีเอ็นเอชนิดใหม่ในห้องปฏิบัติการที่ประกอบด้วยตัวอักษรแปดตัวแทนที่จะเป็นสี่ตัวตามธรรมชาติ (เครดิตภาพ: มิลลี่ จอร์เจียดิส คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยอินเดียนา)เมื่อ 2-3 พันล้านปีก่อน โมเลกุล 4 โมเลกุล เต้นเป็นโครงสร้างเกลียวคู่อันสง่างาม ของดีเอ็นเอ ซึ่งให้รหัสชีวิตบนโลกใบนี้ แต่ผู้เล่นทั้งสี่คนนี้เป็นพื้นฐานที่แท้จริงต่อการปรากฏตัวของชีวิต – หรือคน
อื่น ๆ อาจก่อให้เกิดรหัสพันธุกรรมของเราได้หรือไม่?
การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (20 ก.พ.) ในวารสาร Science สนับสนุนข้อเสนอหลัง: นักวิทยาศาสตร์เพิ่งปั้นดีเอ็นเอชนิดใหม่ลงในโครงสร้างเกลียวคู่ที่สง่างามและพบว่ามีคุณสมบัติที่สามารถรองรับชีวิตได้แต่ถ้าดีเอ็นเอธรรมชาติเป็นเรื่องสั้น ดีเอ็นเอสังเคราะห์นี้เป็นนวนิยายของทอลสตอยนักวิจัยสร้างดีเอ็นเอสังเคราะห์โดยใช้โมเลกุลเพิ่มเติมสี่โมเลกุลเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นมีรหัสที่ประกอบด้วยตัวอักษรแปดตัวแทนที่จะเป็นสี่ตัว ด้วยการเพิ่มขึ้นของตัวอักษรดีเอ็นเอนี้มีความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์เรียกดีเอ็นเอใหม่ว่า “hachimoji” ซึ่งหมายถึง “แปดตัวอักษร” ในภาษาญี่ปุ่น – ขยายงานก่อนหน้านี้จากกลุ่มต่าง ๆ ที่สร้างดีเอ็นเอที่คล้ายกันโดยใช้ตัวอักษรหกตัว [พันธุศาสตร์ตามตัวเลข: 10 นิทานยั่วยวน]ดีเอ็นเอธรรมชาติประกอบด้วยสี่โมเลกุลที่เรียกว่าฐานไนโตรเจนที่จับคู่กันเพื่อสร้างรหัสสําหรับชีวิตบนโลก: ผูกกับ T; G ผูกกับ C ดีเอ็นเอของฮาจิโมจิประกอบด้วยฐานธรรมชาติทั้งสี่นี้รวมถึงฐานนิวคลีโอไทด์ที่ทําขึ้นสังเคราะห์อีกสี่ฐาน: P, B, Z และ S
กลุ่มวิจัยซึ่งรวมถึงทีมต่าง ๆ หลายแห่งทั่วสหรัฐอเมริกาได้สร้างเกลียวคู่ Hachimoji เหล่านี้หลายร้อยตัวด้วยการผสมผสานที่แตกต่างกันของคู่ฐานนิวคลีโอไทด์ธรรมชาติและสังเคราะห์ จากนั้นพวกเขาทําการทดลองหลายชุดเพื่อดูว่าเกลียวคู่ต่างๆมีคุณสมบัติที่จําเป็นในการสนับสนุนชีวิตหรือไม่
ดีเอ็นเอธรรมชาติมีคุณสมบัติที่โดดเด่นที่โมเลกุลทางพันธุกรรมอื่น ๆ ดูเหมือนจะมี: มันมีเสถียรภาพและคาดการณ์ได้ นั่นหมายความว่านักวิจัยสามารถคํานวณได้อย่างชัดเจนว่ามันจะทํางานอย่างไรในบางอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมรวมถึงเมื่อมันจะเสื่อมสภาพ
แต่ปรากฎว่านักวิจัยยังสามารถทําเช่นนี้กับดีเอ็นเอ Hachimoji – พวกเขาสามารถมากับชุดของกฎที่สามารถคาดการณ์ความมั่นคงของดีเอ็นเอเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน
ข้อกําหนดสําหรับชีวิตการค้นพบว่าเป็นไปได้ที่จะเพิ่มฐานสังเคราะห์สี่ฐานและยังคงได้รับ
“รหัสที่คาดการณ์ได้และตั้งโปรแกรมได้ ฟลอยด์ โรมสเบิร์ก ศาสตราจารย์ด้านเคมีของ Scripps Research ในแคลิฟอร์เนีย ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษา แต่ก่อนหน้านี้ได้ตีพิมพ์งานวิจัยเกี่ยวกับรหัสหกตัวอักษรก่อนหน้านี้ “กระดาษสําคัญ” นี้ชี้ให้เห็นว่า G, C, A และ T “ไม่ซ้ํากัน” Romesberg บอกกับ Live Science
ผู้เขียนอาวุโสสตีเว่นเบนเนอร์, เพื่อนที่โดดเด่นที่มูลนิธิสําหรับวิวัฒนาการโมเลกุลประยุกต์ในฟลอริด้า, เห็นด้วย. ถ้าที่อื่นในจักรวาล ชีวิตยังถูกเขียนรหัสในดีเอ็นเอ มันจะไม่เป็น “เหมือนสิ่งที่เรามีที่นี่บนโลก” เบนเนอร์บอกกับ Live Science “มันมีประโยชน์มากที่จะมีการทดลองประเภทนี้ในห้องปฏิบัติการเพื่อทําความเข้าใจว่าโครงสร้างทางเลือกใด [อาจมีอยู่]”
แต่การสร้างดีเอ็นเอที่เก็บข้อมูลไม่เพียงพอเบนเนอร์ตั้งข้อสังเกต นอกจากนี้ยังต้องมีความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลนั้นไปยัง RNA โมเลกุลน้องสาวเพื่อให้ RNA สามารถสั่งโปรตีนเพื่อดําเนินธุรกิจทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตด้วยเหตุนี้นักวิจัยจึงพัฒนาเอนไซม์สังเคราะห์ซึ่งเป็นโปรตีนที่อํานวยความสะดวกในปฏิกิริยาซึ่งคัดลอกดีเอ็นเอของฮาจิโมจิลงใน Hachimoji RNA ได้สําเร็จ นอกจากนี้พวกเขาพบว่าโมเลกุล RNA สามารถพับเป็นรูปร่าง L ที่จําเป็นสําหรับการถ่ายโอนข้อมูลต่อไป
นอกจากนี้เส้นดีเอ็นเอจะต้องสามารถบิดเป็นโครงสร้างสามมิติเดียวกัน – เกลียวคู่ที่มีชื่อเสียง
ทีมได้สร้างโครงสร้างผลึกสามชิ้นของ Hachimoji DNA ซึ่งแต่ละอันมีลําดับที่แตกต่างกันของคู่ฐานแปดคู่และพบว่าแน่นอนแต่ละอันก่อตัวเป็นเกลียวคู่แบบคลาสสิกถึงกระนั้นเพื่อให้ดีเอ็นเอฮาจิโมจิสนับสนุนชีวิตมีข้อกําหนดที่ห้าเบนเนอร์กล่าวว่า นั่นคือมันจะต้องยั่งยืนด้วยตนเองหรือมีความสามารถในการอยู่รอดด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตามนักวิจัยหยุดสั้น ๆ ในการตรวจสอบขั้นตอนนี้เพื่อป้องกันไม่ให้โมเลกุลกลายเป็น biohazard ที่วันหนึ่งสามารถทํางานเข้าไปในจีโนมของสิ่งมีชีวิตบนโลก
คําศัพท์ที่ขยายตัวบาคาร่า
