Применяя новый метод, специалисты смогли поменять в геноме пищеварительной палочки все последовательности определенного типа на другой вариант и присвоить новое значение выкинутой последовательности. Работа исследователей расположена в издании Science, а коротко о работе пишет портал Nature News.
Создатели новейшей работы опирались конкретно на свойство избыточности генетического кода.
В своей работе они решили поменять все так называемые стоп-кодоны 1-го типа на стоп-кодоны, складывающиеся из другого сочетания нуклеотидов. Стоп-кодоны кодируют не аминокислоту, а один из символов препинания, которые необходимы ферментам для верного считывания генетического кода.
В данном случае этот символ препинания был точкой.
Генетическая информация об организме записана в его ДНК – линейной полимерной молекуле, складывающейся из 4 типов букв (биологи называют их нуклеотидами) – их обозначают как А, Т, Г и Ц.
Определенные сочетания троек этих букв (кодоны) кодируют те или другие аминокислоты – простые кирпичики, из которых состоят белки. Соответствие меж аминокислотами и тройками нуклеотидов задается генетическим кодом. Одна из его черт – это избыточность: сочетаний троек нуклеотидов больше, чем соответственных им аминокислот.
На последующей стадии опыта ученые получали, чтоб все поменянные стоп-кодоны появились в геноме одной клеточки. Исследователи поочередно скрещивали меж собой микробов из взятых на первом шаге линий – вместе с этим бактерии обменивались генетическим материалом, и в неких случаях в этом обмене учавствовали регионы ДНК, содержащие поменянные стоп-кодоны.В конечном итоге создателям удалось взять линию E. coli, у которой все стоп-кодоны ТАГ были изменены на ТАА.
Большая часть организмов используют три типа стоп-кодонов – ТАГ, ТАА и ТГА.
Ученые подменяли все последовательности ТАГ (всего в геноме пищеварительной палочки Escherichia coli их 314) на ТАА. На первом шаге работы исследователи искусственно синтезировали 314 малеханьких фрагментов ДНК E/ coli, в норме содержащие последовательность ТАГ – но в новосинтезированных кусках ТАГ были изменены на ТАА.
Чтоб запихнуть ненатуральные последовательности в геном микробов, специалисты загоняли их внутрь клеток с помощью разрядов тока (это стандартная молекулярно-биологическая техника). В конечном итоге ученые взяли 31 линию E/ coli, неважно какая из которых несла 10 измененных последовательностей, и одну линию с 4-мя поменянными стоп-кодонами.
Разработка, сделанная создателями новейшей работы, в способности окажет помощь ученым создавать организмы с пару другим, чем у других живых созданий, генетическим кодом. На теоретическом уровне, такие организмы будут устойчивы к вирусам, так как последние эксплуатируют белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина, заточенный под верный генетический код. Использовать белоксинтезирующий аппарат клеток с поменянным кодом вирусы не сумеют.
Позже ученые вырезали из ДНК этих микробов ген, кодирующий фермент, что выявит последовательность ТГА как стоп-кодон. Так исследователи взяли организм, применимый чтоб последовательность ТГА в его генетическом коде соответствовала некоторой новейшей аминокислоте – в прошедших работах другие коллективы создателей уже делали такие аминокислоты и нужные для их считывания ферменты.