気紛れな8文字のDNAはエイリアンが作られているものである可能性があります

新しい8塩基の遺伝子システムの構造。天然に存在する4つの塩基は緑(G)、赤(A)、青(C)、黄色(T)で示され、合成塩基はシアン(B)、ピンク(S)、紫(P)で示されています。 、およびオレンジ(Z)。

従来のDNAはおなじみのA、C、G、T塩基対で構成されていますが、新しく作成された遺伝子システムには8つが詰め込まれているため、自己複製分子に通常見られる文字数が2倍になります。興味深いことに、「ハチモジ」と呼ばれる新しいシステムは、地球外生命の構成要素に似ている可能性があります。

昨日サイエンスで発表された新しい研究は、日本語で「8文字」を意味するハチモジについて説明しています。従来の4塩基対に加えて、この遺伝子システムには4つの構成要素が追加されており、通常のDNAと比較して情報密度が劇的に増加しています。フロリダ州アラチュアにある応用分子進化財団のスティーブン・ベナーが率いるこの研究の背後にいる科学者たちは、新しいシステムは生命を支える、つまりダーウィンの自己複製に必要なプロセスをサポートするのに十分堅牢かもしれないと述べた。

明確にするために、ハチモジは自律的に自立した生物ではありません。むしろ、それは自己複製する生命を維持するために必要な代替の遺伝的構造のモデルです。地球上では、RNAとDNAがこの機能を独占的に実行しますが、それは他のバリエーションが宇宙の他の場所に存在しないということではありません。確かに、宇宙生物学者は間違いなくこの研究に興味を持っているでしょう。なぜなら、それは生命が出現し、進化し、そして複雑化する可能性のある別の可能なメカニズムを示しているからです。

研究の著者は、ハチモジが宇宙の他の場所に存在すると主張していませんが、「並行プロセスを想像することができます」と、新しい研究の共著者であり、テキサス大学オースティン校の合成生物学者であるアンドリュー・エリントンは述べました。ステートメントで。ベナー氏はさらに、「ハチモジDNAの形状、サイズ、構造の役割を注意深く分析することで、この作品は、異世界の地球外生命体に情報を保存する可能性のある分子の種類についての理解を深めます。」

通常のRNAとDNAでは、4つの塩基対の組み合わせにより、遺伝情報の保存と伝達が可能になります。DNAまたはヌクレオチドのこれらの4つの構成要素は、アデニン、シトシン、グアニン、およびチミン、またはより単純にA、C、G、およびTで構成されます。RNAでは、TはウラシルであるUに置き換えられます。塩基は、タンパク質の基本的な構成要素であるアミノ酸をコードします。

以前の研究では、合計4つの代替文字2つの塩基対 追加されたシステムで合計6つの合成DNAを作成することができましたが、科学者が8つにまで達するのはこれが初めてです。

新しい研究によると、4つの新しい文字P、B、Z、Sは、通常のDNAの構造と機能を近似したものです。PとBは機能がプリン様であり、ZとSは機能がピリミジン様です。テストでは、遺伝子システムが情報を保存および転送し、通常の4文字のDNAの分子挙動を効果的に模倣することが示されました。重要なことに、ハチモジは、分子ベースの進化のダーウィンシステムを定義するシュレーディンガーの要件も満たしていました(そして、そうです、それは、仮想の量子猫が生きていて死んでいたのと同じエルヴィンシュレーディンガーです)。シュレーディンガーは、進化の4つの要件、つまり、情報の保存、伝達、構造的完全性、および識別可能でありながら順応性のある物理的形状または構造について説明しました。

「ハチモジDNAは、生命を支えるためにDNAが行うすべてのことを行うことができます」と、応用分子進化財団が発行したプレスリリースは述べています。「それは予想通りにペアになり、ルールはその安定性を予測します。ハチモジDNAをコピーしてハチモジRNAを作成し、タンパク質合成を指示することができます。ハチモジRNAは、選択可能な表現型[物理的構造]を持つことができます。この[実験]では、緑色蛍光の輝きがあります。」

NASAの惑星科学部門のディレクター代理を務めるLoriGlazeは、この研究に興奮し、次のように述べています。「生命の検出は、NASAの惑星科学ミッションのますます重要な目標です。この新しい作業は、効果的な機器や実験を開発し、よると、私たちが求めているものの範囲、」 代理店プレス声明

「DNAは常にユニークであると考えられてきたので、この研究は重要です。たとえば、DNAは、予測可能な安定性を備えた配列を設計できる唯一の材料です」と、Scripps Instituteの遺伝学者であり、6塩基対の合成DNAに関する研究の共著者である FloydRomesberg氏はGizmodoに語りました。 。「そしてスティーブ[ベナー]が示したのは、彼の新しい4文字が、この予測可能な安定性のあらゆる側面も満たしているということです。DNAの自然な4文字以外のものがこの特性を持っているかもしれないというヒントがありましたが、この作品は初めてそれを本当に示しています。」

新しい研究に関与していなかったRomesbergは、8文字のアルファベットの重要なアプリケーションは、分子の結合、つまりヌクレオチドの構成をプログラムする能力を制御することであると述べました 。彼によると、8 文字のアルファベットは4文字のアルファベットよりも本質的に具体的です 。

「しかし、8文字のアルファベットの安定性が予測可能またはプログラム可能でない場合、これは役に立ちません」とRomesberg氏は述べています。「スティーブがこれを示したので、それはあらゆる種類の新しいアプリケーションを開きます 。彼の研究室や他の人たちがすぐに開発すると確信してい ます。」

確かに、新しい研究は、その宇宙生物学的意味に加えて、現実世界にも影響を与える可能性があり ます。著者ら は、彼らの発見により、診断機器の改善、環境モニタリング(危険なウイルスの検出など)、情報保存の代替手段、アミノ酸が追加されたタンパク質、革新的な新薬がもたらされる可能性があると述べてい ます。

[科学]

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