八目食——生活的新积木?

美国科学家创造了四种符合生命编码标准的新DNA构建块。
2019年2月24日
通过玛丽Moullet

DNA

DNA链

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美国科学家创造了四种符合生命编码标准的新DNA构建块。

地球上生命的秘密在于DNA和它的四个基因字母或“碱基”。它们是腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤,缩写为A、C、T和g。著名的“双螺旋”由两条互补的链组成,每条链都是另一条链的遗传镜像,并缠绕在另一条链上,通过相反链上的碱基之间的相互作用保持在一定位置。

虽然这四种碱基足以编码生命的信息,但还会有更多吗?通过修改现有基地的结构,来自佛罗里达州火鸟生物分子科学公司的Shuichi Hoshika和他的同事们创建了四个全新的基地。它们可以与现有的四个DNA碱基一起工作,形成一个8个字母的密码。这套新系统被称为“八元”,在日语中是“八”和“字母”的意思,它符合我们所知的生命编码的基本标准。

首先,这些非标准的底座可以组装稳定的双螺旋。事实上,佛罗里达的研究小组能够预测双螺旋解离率(稳定性的代表),其错误率与标准DNA的错误率相当。可靠的热力学是证明八元虫可以作为信息存储分子的第一步。

生命的密码也必须被可靠地复制。Hoshika和他的同事测试了他们是否可以使用Hatchimoji DNA作为模板来合成RNA, RNA是一种单链分子,作为DNA和生命效应器蛋白质之间的中间物。他们首先发现了一种能够从八目虫的DNA中产生RNA的蛋白质。该RNA与一种荧光蛋白结合,其荧光会因随机加入非标准碱基而受到干扰。这一巧妙的技巧使作者得出结论:八目虫DNA可以可靠地复制到RNA中。

第三个基本特性是可变性。突变或变化的顺序是随机发生的,产生的变异要经受自然选择的考验。没有变化就没有进化。然而,突变不应损害双螺旋的稳定性或其复制。佛罗里达的研究小组检测了高分辨率的八目虫结构,发现碱基序列的变化会导致标准DNA范围内的结构变化——八目虫系统可以容忍序列的变化。

八幡寺系统在技术机遇和生活本身的概念化方面都是革命性的。DNA正在成为超越生物有机体的信息存储工具。之前的工作已经将二进制转换为四个字母的代码,并允许我们存储和检索从莎士比亚的十四行诗到亚马逊礼品卡的数据。DNA的四个碱基也被用作分子生物学的特征条形码。四个额外的碱基代表了编码能力的巨大飞跃。

基本上,地球上所有形式的生命都依赖于DNA的四个碱基序列。在这里,Hoshika和他的同事们证明了另外四个基地可以满足我们所理解的控制生命的原则。这是否暗示着我们可能在宇宙的某个地方遇到一种新的生命形式?

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