По крайней мере с момента появления последнего общего предка всего живого на Земле примерно 3,5 млрд лет назад генетическая информация хранится в четырёхбуквенном алфавите, который распространяется и считывается в виде двух базовых пар. Это четыре азотно-углеродно-водородные основания: аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G). В силу своего химического состава они связываются в базовые пары в строгом порядке, не допускающем вариантов: только A-T и С-G. В такой четверичной системе закодирована вся жизнь на Земле.
Главная цель синтетической биологии как науки — создание новых жизненных форм и новых функций у существующих организмов. Логичный путь к достижению этой цели — разработка полусинтетических организмов с расширенным набором базовых пар. Кроме четырёх оснований живой природы они могут содержать пару синтетических оснований, образующих третью искусственную базовую пару: X-Y.
Предыдущие попытки создать такой полусинтетический организм
достигли апогея в 2016 году. Тогда генетикам удалось вывести штамм
Escherichia coli, которая извлекала необходимые синтетические трифосфаты из окружающей среды и использовала их для репликации плазмид с синтетическим основанием. Это был первый случай репликации полусинтетической ДНК, но всё-таки такой полусинтетический организм был не совсем полноценным. Просто хранения и передачи синтетической базовой пары недостаточно. Чтобы нести какую-то пользу, она должна быть полностью функциональной, то есть способной в конечном итоге через РНК на экспрессию белков. И это будут белки, создать которые не способна ни одна естественная форма жизни в четверичной системе.
Читать дальше →
