دستاورد بزرگ دانشمندان؛ ساخت پروتئین‌های کاملاً جدید با DNA مصنوعی

این DNA مصنوعی به‌جای چهار نوکلئوتید، از شش نوکلئوتید ساخته شده است و کاربردهای گوناگونی در عرصه‌های مختلف خواهد داشت.

DNA به‌عنوان بن‌مایه حیات، تنها از چهار الفبای ژنتیکی یا نوکلئوتید تشکیل شده است. این چهار حرف بیوشیمیایی انواع DNA را تشکیل می‌دهند و دانشمندان مدت‌ها در این فکر بودند که آیا ایجاد DNA مصنوعی کارآمد ممکن است یا خیر. اکنون پژوهشگران در‌زمینه ساخت DNA به نتایج مهمی دست پیدا کرده و توانسته‌اند دو حرف دیگر به این الفبای زیستی اضافه و پروتئین‌های جدید تولید کنند. این دستاورد می‌تواند به ساخت داروهای جدید برای بیماری‌های خاص بسیار کمک کند.

براساس مقاله منتشرشده در نیچر، تیمی از محققان دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیگو، نسخه جدیدی از DNA را با شش حرف به‌جای چهار حرف ابداع کرده‌اند. دانشمندان با ایجاد DNA و نوکلئوتیدهای جدید می‌توانند پروتئین‌های سفارشی ایجاد کنند که تولید داروهای جدید برای بیماری‌های خاص را ممکن می‌سازد.

ساخت DNA مصنوعی با شش نوکلئوتید

DNA دستورالعمل‌های خود را تنها با استفاده از چهار نوکلئوتید آدنین (A)، تیمین (T)، گوانین (G) و سیتوزین (C) رمزگذاری می‌کند. این نوکلئوتیدها در پیکربندی‌های خاص جفت می‌شوند و مارپیچ دوگانه DNA را تشکیل می‌دهند؛ اما به‌نظر می‌رسد که با افزایش این الفبا می‌توان صنعت پزشکی را دگرگون کرد.

دانشمندان با استفاده از یک سیستم DNA مصنوعی به نام AEGIS توانسته‌اند دو حرف جدید به این الفبای زیستی اضافه کنند. حروف جدید Z و P نام گرفته‌اند و دارای شکل و اندازه‌ای مشابه با حروف طبیعی هستند، بنابراین می‌توانند بدون ایجاد اختلال در هندسه ساختار ژنتیک، در مارپیچ DNA قرار گیرند. این بدان معنی است که آنزیم‌هایی که DNA را می‌خوانند و از آن رونوشت می‌کنند (مانند RNA پلیمراز) حالا می‌توانند این دو حرف را نیز درست مانند دیگر حروف طبیعی شناسایی و پردازش کنند.

این پیشرفت راه را برای کاربردهای گوناگون هموار می‌کند. برای مثال، با این دستاورد می‌توان پروتئین‌هایی با ویژگی‌های خاصی طراحی کرد تا تومورها را به‌شکل دقیق‌تری هدف قرار دهند و به درمان سرطان کمک کنند. همچنین با مهندسی باکتری‌ها می‌توان از آن‌ها برای سنتز سوخت‌های بی‌ضرر سازگار با محیط‌زیست بهره برد.