Направен е нов пробив в областта на синтетичната биология. Изследователи от лабораторията по молекулярна биология в Кеймбридж са създали за първи път ензими - съставките, необходими за живота - от синтезиран генетичен материал, който не съществува в природата. Това откритие не само дава възможност за лечение на болести като рак и Ебола, но и може да хвърли светлина върху произхода на живота на Земята и дори възможността за извънземен живот на други планети.

Основите за това проучване са положени преди няколко години, когато екипът британски учени, начело с Александър Тейлър (Alexander I. Taylor) синтезира версия на ДНК, молекулата, която носи генетичната информация на всички живи същества на Земята и РНК. Този изкуствен генетичен материал е създаден с помощта на същите градивни елементи, които се намират в ДНК и РНК, но учените изграждат други молекули. Установено е, че тези синтетични молекули, които са наречени "XNA" или ксено нуклеинова киселина, могат да съхраняват и предават генетична информация.

Досега се смяташе, че ДНК и РНК са единствените молекули, които могат да образуват ензими, но изследователите показаха, че е възможно да се създадат синтетични ензими, използващи само XNA. "XNA-зимите могат да режат и съединяват фрагменти РНК, точно както естествените ензими.

Ензимите са катализаторите на природата. Те са в основата на живота на Земята, тъй като почти всички биохимични реакции, които протичат в клетките са невъзможни без ензими. Те са необходими за да се получат реакции като синтеза на ДНК или усвояването на храната, те дават тласък на Живота. 

Ензими са най-вече протеините, но някои РНК молекули също имат ензимна функция. Има основателно предположение (хипотезата за РНК-света), че най-ранните репликиращи се парчета генетична информация, вероятно са били РНК. Това означава, че появата на  самовъзпроизвеждащи ензими е ключово събитие за възникването на Живота на Земята. Работата на изследователите е важна, защото тя пресъздава един от най-ранните етапи на Живота. Тя също възбужда въображението ни с възможността, че Животът може да се развива без ДНК или РНК.

"Работата ни с XNA показва, че няма фундаментално ограничение само РНК и ДНК да са основа на Живота", заяви Филип Холигер (Philip Holliger), началник на лабораторията.

След като е възможно да се създаде генетичен материал и ензими от изграждащи елементи, които не се срещат в природата, това предполага, че Животът може да възникне на различни молекулярни основи на други планети. От това следва "разширяване на броя на екзопланетите, на които потенциално може да се зароди Живот под някаква друга форма," според Холигер.

Обратно на Земята, синтетичните ензими могат да бъдат полезни за лечение на човешки заболявания, такива като рак, например.

Резултатите от работата на учените е публикувана в списание Nature.

Още по темата

27/11/2014

Наука

ДНК оцелява в екстремните условия на космоса