Các nhà khoa học đã tạo ra một vật mang thông tin di truyền nhân tạo

Một giải pháp thay thế cho các chất mang thông tin di truyền tự nhiên là DNA và RNA là axit nucleic xeno (được tổng hợp trong phòng thí nghiệm), có khả năng truyền thông tin di truyền. Chúng có thể được chuyển đổi thành nhiều dạng hữu ích về mặt sinh học bằng cách sử dụng "tiến hóa có định hướng" và được sử dụng làm cảm biến sinh học.

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đến từ Hoa Kỳ, Anh, Bỉ và Đan Mạch đã công bố trên tạp chí Science news về các phân tử họ tổng hợp có khả năng thay thế cho RNA và DNA.

Câu hỏi liệu những giải pháp thay thế như vậy có thể tồn tại hay không từ lâu đã là chủ đề của nhiều cuộc nghiên cứu và tranh luận gay gắt trong cộng đồng khoa học. Một trong những tác giả của nghiên cứu này là John Chapat, một nhà khoa học tại Viện Sinh tổng hợp (Đại học Nam Arizona).

Cách đây không lâu, ông đã gợi ý rằng một trong những giải pháp thay thế này sẽ là axit nucleic threose (threose là một trong những loại đường đơn có công thức C4H8O4).

Hiện nay, ông vẫn tiếp tục phát triển các thí nghiệm của riêng mình với tư cách là thành viên của một nhóm người châu Âu đang nghiên cứu về một vấn đề tổng quát hơn: axit nucleic xeno (XNA), hay nói cách khác là axit nucleic lạ, là những phân tử không tồn tại trong tự nhiên, mặc dù giống như RNA và DNA, chúng có khả năng lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền.

Hiện nay, lần đầu tiên, nhóm này đã trình diễn một bộ sáu loại polyme axit nucleic “không tự nhiên” như vậy mà họ đã phát triển.

Việc tạo ra các sinh vật lạ trên cơ sở của chúng, điều đầu tiên mà các phóng viên nghĩ đến, vẫn còn quá xa vời và không thể, và tất nhiên, các nhà nghiên cứu thậm chí còn chưa đánh giá được điều đó.

Các nhà khoa học đã hài lòng với những gì có thể làm được với XNA ngày nay. Hóa ra một trong số chúng có thể được chuyển đổi thành đủ loại dạng hữu ích về mặt sinh học bằng cách sử dụng “tiến hóa có định hướng”.

Do đó, trong phòng thí nghiệm, trong số những thứ khác, cái gọi là aptamer axit nucleic đã được tạo ra, các cảm biến hóa học khác thường phản ứng với sự xuất hiện của một hợp chất hóa học cụ thể. Trong di truyền học thông thường, chúng được sử dụng, ví dụ, để tìm kiếm các khiếm khuyết trong DNA hoặc phản ứng với sự xuất hiện của các hợp chất mà chúng được điều chỉnh bằng cách tắt các gen tương ứng. Các aptamer xeno do nhóm phát triển không chỉ có khả năng tham gia vào các hoạt động di truyền tương tự, chúng có thể hoạt động như kháng thể, tìm kiếm và liên kết các phân tử phù hợp với hiệu quả cao nhất.

John Chapat thừa nhận rằng XNA có thể được sử dụng để tạo ra các loại chẩn đoán mới và các cảm biến sinh học lạ mới có khả năng hoạt động hiệu quả hơn cả các loại tự nhiên, vì các hệ thống bảo vệ enzyme tự nhiên, được cấu hình để tiêu diệt DNA và RNA lạ, sẽ không nhận ra chúng.

Sinh học ngoài hành tinh thực nghiệm là một khoa học mới mà công trình này đã khởi xướng và theo Chepet, sẽ giúp tạo ra các phương pháp điều trị chưa từng được biết đến trước đây trong tương lai.

Công trình nghiên cứu về axit xenonucleic này cung cấp câu trả lời khả thi cho một câu hỏi thú vị khác đã làm đau đầu các nhà di truyền học trong nhiều thập kỷ: DNA và RNA có nguồn gốc như thế nào trên Trái Đất.

Vào cuối thế kỷ trước, các nhà khoa học đã biết rằng DNA rất có thể xuất hiện sau RNA ít phức tạp hơn, nhưng họ không hiểu RNA, cũng là phân tử phức tạp nhất, có thể được tạo ra trong tự nhiên như thế nào. Viện sĩ A. Spirin, chuyên gia hàng đầu thế giới về RNA, đã từng tuyên bố rằng ông đã dành 2 năm cuộc đời mình cho vấn đề này và biết rằng quá trình tổng hợp RNA ngẫu nhiên có thể xảy ra trong thời gian dài hơn nhiều so với tuổi thọ của toàn bộ Vũ trụ. Xác suất xảy ra sự kiện này nhỏ hơn nhiều so với xác suất một con khỉ viết "Chiến tranh và hòa bình".

Theo một học thuyết, các phân tử RNA được hình thành trước bởi các phân tử thậm chí còn đơn giản hơn – tiền RNA, nhưng học thuyết này có rất nhiều điểm không nhất quán, những điểm này sẽ bị loại bỏ nếu chúng ta tưởng tượng rằng giữa tiền RNA và RNA có một chất trung gian khác – một chất lạ – axit xeno-nucleic.

Theo Chepet, chất trung gian này hoàn toàn có thể là axit nucleic threose (TNA) mà ông yêu thích.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]