映画GATTACAで多くの人が知っているように、すべてのDNAはA、C、G、Tの4つの塩基のいずれかを含むヌクレオチドで構成されています。これらの文字は、 DNAの特徴的な二重らせん構造。 しかし、Sarah KaplanがThe Washington Postで報告しているように、研究者たちはDNAの短いアルファベットに2つの新しい文字を追加し、通常は生物によって生成されないアミノ酸を合成できるバクテリアを作成しました。
AP通信によると、2014年、カリフォルニア州ラホーヤにあるスクリップス研究所の研究者は、大腸菌細菌の実験株のDNAにXとYと呼ばれる2つの新しい塩基を追加することができました。 カプランが報告しているように、それらのバクテリアは不安定で、数日後にXとYを失いました。
今年の初め、チームはついにその改変されたバクテリアの安定した形を作成することができました。しかし、更新されたバージョンはまだ合成ベースを使用できませんでした、とNatureの Ewen Callawayは報告しています。 しかし、最新の実験では、大腸菌は実際に拡張アルファベットを使用して非天然アミノ酸を作成し、他のアミノ酸と組み合わせて輝く緑色のタンパク質を生成することができました。 この研究は、 Nature誌に掲載されています。
APによれば、まだ初期段階ですが、この種の人工DNAプログラミングの目標は、デザイナードラッグやバイオ燃料など、幅広い目的を持つ化合物を生成できる生物を作り出すことです。 おそらく研究者は、癌細胞を攻撃したり、流出油を吸い上げたりできる生物を作成することさえできるでしょう。
キャロウェイが報告しているように、天然に存在する4つのDNA塩基は、アミノ酸のレシピであるコドンとも呼ばれる64の異なる3文字の組み合わせで組み合わせることができます。 しかし、いくつかの異なるコドンが同じアミノ酸を作り出すため、自然界のほぼすべてのタンパク質の基礎を形成するのは20アミノ酸だけです。 XY塩基対をシステムに追加すると、ミックスにさらに100アミノ酸の可能性が追加される可能性があります。
「それは波面のものです。 これは科学の最先端です」とテキサス大学オースティンの生化学者アンドリュー・エリントンは研究に関与していないとカプランは語る。 「私たちは、生きているシステムを設計する方法をよりよく学んでいます。」
Scrippsチームは、合成DNAに取り組んでいる唯一のグループではありません。 キャロウェイは、科学者が1989年以来DNA塩基を改変しており、シンガポールの生物工学およびナノテクノロジー研究所の研究者が、生細胞ではなく試験管で同様のシステムを作成したと報告しています。
誰もがチームが突破口を開いたと確信しているわけではありません。 Foundation for Applied Molecular Evolutionの生化学者であるSteve Bennerは、混合物に外来DNAが含まれているにもかかわらず、天然のE. coli DNAがアミノ酸を生成しているとカプランに語ります。 しかし、作業が行われているスクリップスの研究所の責任者であるフロイド・ロメスバーグは、大腸菌がXおよびY塩基を使用して非天然アミノ酸を生成していることを証明する緑色のタンパク質に反論しています。 キャロウェイは、他の批評家は、XとYのベースが一緒にくっつく方法（グリースが凝集する方法に似た方法）は、このタイプのシステムがより複雑に成長するのに十分安定していないと考えていると指摘します。
この特定の方法がデザイナーのドラッグ革命につながらない場合でも、この実験は、類似しているが異なるDNAのようなシステムに基づいた代替の生命体が存在する可能性を高めます。 「生命が他の場所で進化した場合、非常に異なる分子または異なる力を使用して進化した可能性があることを示唆しています」とRomesbergはMIT Technology ReviewのAntonio Regaladoに語ります。 「私たちが知っている人生は唯一の解決策ではないかもしれませんし、最良の解決策ではないかもしれません。」
