מדענים יצרו נשא מלאכותי של מידע גנטי

אלטרנטיבה לנשאים הטבעיים של מידע גנטי, DNA ו-RNA, הן חומצות גרעין קסנו (המסונתזות במעבדה), המסוגלות להעביר מידע גנטי. ניתן להפוך אותן לצורות שונות שימושיות מבחינה ביולוגית באמצעות "אבולוציה מכוונת" ולהשתמש בהן כביו-חיישנים.

קבוצה בינלאומית של חוקרים מארצות הברית, אנגליה, בלגיה ודנמרק פרסמה בכתב העת Science news על מולקולות שסינתזו, אשר יש להן סיכוי רב לשמש כחלופה ל-RNA ו-DNA.

השאלה האם חלופות כאלה יכולות להתקיים הייתה זה מכבר נושא למחקר רב ודיון סוער בקהילה המדעית. אחד ממחברי המחקר היה ג'ון צ'פאט, מדען במכון לביוסינתזה (אוניברסיטת דרום אריזונה).

לא מזמן, הוא הציע שאחת החלופות הללו תהיה חומצת גרעין תראוז (תראוז הוא אחד הסוכרים הפשוטים עם הנוסחה C4H8O4).

כעת הוא המשיך לפתח ניסויים משלו כחלק מקבוצה אירופאית שעובדת על נושא כללי יותר: חומצות גרעין קסנו (XNA), במילים אחרות חומצות גרעין זרות, מולקולות שאינן קיימות בטבע, למרות שבדומה ל-RNA ו-DNA, הן מסוגלות לאחסן ולהעביר מידע גנטי.

כעת, לראשונה, קבוצה זו הדגימה קבוצה של שישה פולימרים "לא טבעיים" כאלה של חומצות גרעין שפיתחה.

יצירתם של יצורים זנו-חיים על בסיסם, שזה הדבר הראשון שעולה בראשם של כתבים, עדיין פנטסטית מדי ובלתי אפשרית, וחוקרים, כמובן, אפילו לא העריכו אותה.

מדענים היו מרוצים ממה שניתן לעשות עם XNA כיום. מסתבר שאחד מהם יכול להפוך לכל מיני צורות שימושיות ביולוגית באמצעות "אבולוציה מכוונת".

כך, במעבדה, בין היתר, יוצרו מה שנקרא אפטמרים של חומצות גרעין, חיישנים כימיים יוצאי דופן המגיבים להופעת תרכובת כימית ספציפית. בגנטיקה קונבנציונלית, הם משמשים, למשל, לחיפוש פגמים ב-DNA או להגיב להופעת תרכובות אליהן הם מכוונים על ידי כיבוי הגנים המתאימים. הקסנו-אפטמרים שפותחו על ידי הקבוצה מסוגלים לא רק להשתתף בפעולות גנטיות דומות, הם יכולים לפעול כמו נוגדנים, למצוא ולקשור מולקולות מתאימות ביעילות הגבוהה ביותר.

ג'ון צ'פאט מודה שניתן להשתמש ב-XNA כדי ליצור סוגים חדשים של אמצעי אבחון וחיישנים ביולוגיים חדשים שיוכלו לפעול ביעילות רבה יותר מחיישנים טבעיים, מכיוון ששומרי אנזימים טבעיים, שתפקידם להשמיד DNA ו-RNA זרים, לא יבחינו בהם.

קסנוביולוגיה ניסויית היא מדע חדש שעבודה זו החלה בו, ולדברי צ'פט, תאפשר ליצור שיטות טיפוליות שלא נשמעו כמותן בעבר בעתיד.

עבודה זו על חומצות קסנונוקלאיות מספקת תשובה סבירה לשאלה מעניינת נוספת שמעסיקה את כל הגנטיקאים במשך עשרות שנים: כיצד נוצרו DNA ו-RNA על פני כדור הארץ.

בסוף המאה הקודמת, מדענים למדו ש-DNA ככל הנראה נוצר לאחר RNA פחות מורכב, אך הם לא הבינו כיצד RNA, גם המולקולה המורכבת ביותר, יכול היה להיווצר בטבע. האקדמאי א. ספירין, המומחה המוביל בעולם ל-RNA, הצהיר פעם כי הקדיש שנתיים מחייו לנושא זה ולמד כי סינתזת RNA אקראית יכלה להתרחש בזמן גדול בהרבה מחיי היקום כולו. ההסתברות לאירוע זה קטנה בהרבה מההסתברות שקוף יכתוב את "מלחמה ושלום".

על פי תיאוריה אחת, למולקולות RNA קדמו מולקולות פשוטות עוד יותר - פרה-RNA, אך לתיאוריה זו היו מספר רב של סתירות, אשר מוסרות אם נדמיין שבין פרה-RNA ל-RNA היה מתווך נוסף - חומר קסנוגנטי כלשהו - חומצה קסנו-גרעינית.

מתווך זה, לדברי צ'פט, בהחלט יכול להיות חומצת הגרעין הת'ראוזית (TNA) האהובה עליו.

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