Сделан первый шаг к переписыванию генетического кода

Клетки кишечной палочки. Фото с сайта maricopa.edu

Ученые разработали технологию, которая позволяет "потоковым методом" редактировать ДНК. Используя новый метод, специалисты смогли заменить в геноме кишечной палочки все последовательности определенного типа на альтернативный вариант и присвоить новое значение "выброшенной" последовательности. Работа исследователей опубликована в журнале Science, а коротко о работе пишет портал Nature News.

Генетическая информация об организме записана в его ДНК - линейной полимерной молекуле, состоящей из четырех типов "букв" (биологи называют их нуклеотидами) - их обозначают как А, Т, Г и Ц. Определенные сочетания троек этих "букв" (кодоны) кодируют те или иные аминокислоты - элементарные "кирпичики", из которых состоят белки. Соответствие между тройками нуклеотидов и аминокислотами задается генетическим кодом. Одна из его характеристик - это избыточность: сочетаний троек нуклеотидов больше, чем соответствующих им аминокислот.

Авторы новой работы опирались именно на свойство избыточности генетического кода. В своей работе они решили заменить все так называемые стоп-кодоны одного типа на стоп-кодоны, состоящие из другого сочетания нуклеотидов. Стоп-кодоны кодируют не аминокислоту, а один из "знаков препинания", которые необходимы ферментам для правильного считывания генетического кода. В данном случае этот знак препинания был точкой.

Большинство организмов задействуют три типа стоп-кодонов - ТАГ, ТАА и ТГА. Ученые заменяли все последовательности ТАГ (всего в геноме кишечной палочки Escherichia coli их 314) на ТАА. На первой стадии работы исследователи искусственно синтезировали 314 коротких фрагментов ДНК E. coli, в норме содержащие последовательность ТАГ - однако в новосинтезированных фрагментах ТАГ были заменены на ТАА. Чтобы вставить искусственные последовательности в геном бактерий, специалисты загоняли их внутрь клеток при помощи разрядов тока (это стандартная молекулярно-биологическая техника). В итоге ученые получили 31 линию E. coli, каждая из которых несла 10 модифицированных последовательностей, и одну линию с четырьмя измененными стоп-кодонами.

На следующей стадии эксперимента ученые добивались, чтобы все измененные стоп-кодоны оказались в геноме одной клетки. Исследователи последовательно "скрещивали" между собой бактерий из полученных на первой стадии линий - при этом бактерии обменивались генетическим материалом, и в некоторых случаях в этом обмене участвовали регионы ДНК, содержащие измененные стоп-кодоны.В итоге авторам удалось получить линию E. coli, у которой все стоп-кодоны ТАГ были заменены на ТАА.

Далее ученые вырезали из ДНК этих бактерий ген, кодирующий фермент, который распознает последовательность ТАГ как стоп-кодон. Таким образом исследователи получили организм, пригодный для того, чтобы последовательность ТАГ в его генетическом коде соответствовала некой новой аминокислоте - в предыдущих работах другие коллективы авторов уже создавали такие аминокислоты и необходимые для их считывания ферменты.

Технология, созданная авторами новой работы, в перспективе поможет ученым создавать организмы с несколько иным, чем у других живых существ, генетическим кодом. Теоретически, такие организмы будут устойчивы к вирусам, так как последние эксплуатируют белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина, "заточенный" под "правильный" генетический код. Использовать белоксинтезирующий аппарат клеток с измененным кодом вирусы не смогут.

Обсудить
A Coptic Orthodox priest uses his iPhone before conducting a prayer for the relatives of the victims who died after Saturday's bomb attack, in a house in Alexandria January 3, 2011. The bomb killed 21 people outside a Coptic Orthodox Christian church early on New Year's Day and a security source said seven people have been held for questioning. REUTERS/Asmaa Waguih (EGYPT - Tags: RELIGION CIVIL UNREST IMAGES OF THE DAYТелефон Иисуса
Какими правдами и неправдами Apple заставила людей покупать iPhone
Лунный корабль Л3 (в головной части) на пути к спутнику Земли (в представлении художника)Дорого и сердито
Украина распродает Китаю советские лунные технологии
На поверхности Венеры (в представлении художника)Русская планета
Объяснены аномальные результаты советской миссии к Венере
Рыбку жалко
Раскрыта причина вымирания гигантских морских чудовищ
«Украина — священная земля»
Певица Луна о музыкальной революции в Киеве и нежелании жить как Эми Уайнхаус
Труба и архангелы
Ради чего стоит поехать на фестиваль «Усадьба Jazz»
Вим Вендерс«Я по нотам не читаю»
Вим Вендерс о том, зачем в 71 год поставил свою первую оперу
Одинокая ведьма желает познакомиться
ММКФ-2017: женские чары и мужские неврозы в американском независимом кино
Летнего позитива пост
Самые популярные снимки Instagram за июнь
Подвинься, миллениал
Пессимистичные оптимисты: что мы знаем о поколении иксенниалов?
Девушка с веслом
Как мужчина оказался первой женщиной-гондольером в Венеции
 reaches up to the sky during the summer solstice at Stonehenge, near Salisbury in England, Tuesday, June 21, 2011. The ancient stone circle of Stonehenge is a World Heritage Site erected between approximately 3000BC and 1600BC and despite years of research the reason behind its construction remains a mystery. The summer solstice in the northern hemisphere occurs annually on June 21 and is the time at which the sun is at its northernmost point in the sky.Меч и мотоцикл
Зачем тысячи ведьм и друидов собрались возле Стоунхенджа
Тест УАЗ Пикап, VW Amarok и Fiat Fullback
Маленький триумф больших машин, или странное путешествие к странному озеру
Ралли старинных машин
Фотографии с московской гонки классических автомобилей
Тюнинг бюджетных тачек
У вас «Логан»? Не отчаивайтесь — и его можно сделать очень крутым
5 фактов об универсале Lada Vesta
Все, что пока известно о двух новых модификациях «Весты»
Вите надо выйти
Соседи несколько лет травят москвича, который отказывается переселяться
Без свидетелей
Дома для тех, кто ненавидит соседей
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Классовая борьба
На смену дешевым квартирам в Москве пришел новый вид жилья
Да катитесь вы
Семейная пара отказалась от квартиры и поселилась в автобусе