Μεταφέρουν γενετικές πληροφορίες

Συνθετικά μόρια XNA μιμούνται το DNA και το RNA

Συνθετικά μόρια XNA μιμούνται το DNA και το RNA
Οι επιστήμονες κατάφεραν να μιμηθούν το DNA και το RNA δημιουργώντας συνθετικές εκδοχές τους  
Λονδίνο, Ηνωμένο Βασίλειο
Ένα ιστορικό βήμα στο πεδίο της συνθετικής βιολογίας, το οποίο αλλάζει δραματικά τα έως τώρα δεδομένα, πραγματοποίησαν Βρετανοί, Αμερικανοί, Βέλγοι και Δανοί επιστήμονες καθώς κατάφεραν για πρώτη φορά να μιμηθούν τα δύο βασικά μόρια της ζωής, το DNA και το RNA και να δημιουργήσουν συνθετικές εκδοχές τους, ΧΝΑ.

Για πρώτη φορά τεχνητά μόρια «πέρασαν» πληροφορίες (γονίδια) σε άλλα μόρια και το κρίσιμο ερώτημα τώρα είναι αν τα μόρια ΧΝΑ μπορούν να εισαχθούν μέσα σε κύτταρα. Τα τεχνητά αυτά μόρια έχουν μάλιστα και την ικανότητα της εξέλιξης μέσω της προσαρμοστικότητας στο περιβάλλον.

Το επίτευγμα, το οποίο, μεταξύ άλλων, ανοίγει νέους δρόμους για τη Βιοτεχνολογία και την Ιατρική, αλλά επίσης για την εργαστηριακή δημιουργία νέων μορφών ζωής, δείχνει ότι το DNA και το συγγενικό RNA δεν είναι τελικά τα μόνα μόρια που έχουν την ικανότητα να κωδικοποιούν τις γενετικές πληροφορίες και να τις μεταφέρουν από οργανισμό σε οργανισμό μέσω της κληρονομικότητας.

Ακόμη, η ανακάλυψη δείχνει ότι πιθανότατα η ζωή, κάπου αλλού στο σύμπαν, θα μπορούσε να βασίζεται σε διαφορετική χημεία από τη γήινη, ενώ τελικά ανακύπτει το ερώτημα: Πώς ακριβώς ορίζεται η ζωή και πόσο διαφορετικές μορφές θα μπορούσε να πάρει;

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Δρ Φίλιπ Χόλιγκερ του Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας του Συμβουλίου Ιατρικής Έρευνας της Μ.Βρετανίας, σύμφωνα με στοιχεία που δημοσιεύονται στο Science, (αλλά και στα Nature και New Scientist), δημιούργησαν έξι διαφορετικά μόρια ΧΝΑ (Xeno-Nucleic Acids), πολυμερή που μοιάζουν με το DNA και το RNA. Το πέτυχαν αντικαθιστώντας τα σάκχαρα που αποτελούν μέρος των τελευταίων, δηλαδή τα αρχικά γράμματα D (δεοξυριβόζη) και R (ριβόζη).

Επειδή οι επιστήμονες, εκτός από αυτές τις αλλαγές, διατήρησαν στο ΧΝΑ τις ίδιες νουκλεοβάσεις (τα τέσσερα γράμματα A, G, C και Τ του γενετικού «αλφαβήτου») με εκείνες του DΝΑ, τα δύο μόρια, το φυσικό και το τεχνητό, μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους και να σχηματίσουν μία σταθερή διπλή έλικα από κοινού.

Οι επιστήμονες δημιούργησαν πολυμεράσες, συνθετικά βοηθητικά μόρια (ένζυμα) που μεταγράφουν τον κώδικα του ΧΝΑ σε DNA και αντίστροφα. Με τον τρόπο αυτό, η ίδια η διαδικασία της εξέλιξης ενθαρρύνεται πλέον με εργαστηριακό (συνθετικό) τρόπο.

«Μπορέσαμε να δείξουμε ότι τόσο η κληρονομικότητα -η αποθήκευση και η μεταφορά πληροφοριών- όσο και η εξέλιξη, που είναι τα δύο χαρακτηριστικά γνωρίσματα της ζωής- είναι δυνατό να αναπαραχθούν και να υλοποιηθούν σε εναλλακτικά πολυμερή, άλλα από το DNA και το RNA», δήλωσε ο Δρ Χόλιγκερ.

«Δεν υπάρχει κάτι πραγματικά ξεχωριστό, όσον αφορά τη ζωή, στο DNA και στο RNA. Δεν υπάρχει κάποια ανυπέρβλητη λειτουργική επιταγή που να υποχρεώνει τα γενετικά συστήματα ή τη βιολογία να βασίζονται σε αυτά τα δύο μόρια», πρόσθεσε.

Δεν αποκλείεται στο μέλλον οι επιστήμονες να βρουν και άλλα συνθετικά μόρια που θα επιτελούν τις λειτουργίες της ζωής και θα αποτελούν τους μεταφορείς των γενετικών πληροφοριών.

Σε συνοδευτικό άρθρο στο Science, ο Δρ Τζέραλντ Τζόις του Αμερικανικού Ινστιτούτου Ερευνών Scripps χαιρετίζει το επίτευγμα ως ορόσημο που «προαναγγέλλει την εποχή της συνθετικής γενετικής, με επιπτώσεις για την εξωβιολογία (σ.σ. τη ζωή αλλού στο σύμπαν), τη βιοτεχνολογία και την κατανόηση της ίδιας της ζωής». Επισημαίνει όμως ότι για να υπάρξει μία πλήρως συνθετική γενετική πλατφόρμα, θα πρέπει να υπάρξει ένα αυτο-αναπαραγόμενο σύστημα (οργανισμός) που να μην χρειάζεται καθόλου ως ενδιάμεσο το DNA. Τότε, όπως αναφέρει, «η κατασκευή γενετικών συστημάτων βασισμένων σε εναλλακτικές χημικές πλατφόρμες μπορεί να οδηγήσει στη σύνθεση τελείως νέων μορφών ζωής».

Άλλοι επιστήμονες, όπως ο Δρ Κρεγκ Βέντερ, προσπαθούν να δημιουργήσουν συνθετικούς οργανισμούς από το μηδέν, όμως οι έρευνες αυτές συνήθως βασίζονται σε συμβατικό DNA. Η δημιουργία του ΧΝΑ ωθεί τη βιολογία ένα βήμα παραπέρα (στη λεγόμενη «ξενοβιολογία»)- σε πεδία που μπορεί να κρύβουν μεγάλες υποσχέσεις, αλλά και μεγάλους κινδύνους για την ανθρωπότητα.

health.in.gr, ΑΠΕ

Επιστημονικές Εξελίξεις:  Περισσότερα Θέματα