Специалисты Калифорнийского университета в Сан-Диего совершили прорыв в области синтетической биологии, расширив стандартный генетический алфавит. Вместо привычных четырех букв, используемых всеми живыми организмами, исследователи создали систему с восемью элементами и доказали, что ключевой фермент клетки способен с ней работать. Подробности эксперимента изложены в статье, опубликованной на портале mk.ru.
Разработанная учеными хатимодзи-ДНК представляет собой синтетическую конструкцию, чье название с японского переводится как «восемь букв». К четырем естественным нуклеотидам, встречающимся в природе, были добавлены четыре лабораторных аналога, формирующих две дополнительные пары. Такое усложнение структуры позволяет хранить в молекуле наследственной информации существенно больший объем данных.
Ключевой задачей для авторов проекта стала проверка совместимости нового кода с клеточными механизмами. Внимание исследователей сосредоточилось на РНК-полимеразе, выделенной из кишечной палочки. Этот фермент отвечает за считывание генетической информации с ДНК и создание матричной РНК, которая в дальнейшем используется для синтеза белков.
В ходе биохимических опытов выяснилось, что бактериальный фермент безошибочно распознает обе искусственные пары оснований и корректно переносит зашифрованные данные в молекулу РНК. Таким образом, природный механизм успешно обработал генетические символы, отсутствующие у известных науке организмов. Для понимания этого процесса применялась криоэлектронная микроскопия, позволившая зафиксировать взаимодействие фермента с нестандартной ДНК на молекулярном уровне.
Дополнительный эксперимент той же научной группы принес еще более интригующие результаты. Оказалось, что полимераза способна распознавать искусственную пару, лишенную водородных связей, которые в обычной ДНК скрепляют противоположные цепи. Это открытие свидетельствует о том, что для считывания информации ферменту достаточно таких параметров, как геометрическая форма молекулы и ее расположение в активном центре.
Данное достижение открывает новые горизонты для синтетической биологии, позволяя создавать большее разнообразие генетических комбинаций и кодировать молекулы с необычными свойствами. В перспективе это может привести к разработке новых методов диагностики, фармацевтических препаратов и биологических устройств. При этом авторы подчеркивают, что не создавали новую форму жизни и не модифицировали геном целого организма, а лишь подтвердили способность природного фермента обрабатывать искусственные генетические знаки. Работа опубликована в журнале Nature Communications 2 сентября 2026 года, а сопутствующее исследование вышло 12 августа в Proceedings of the National Academy of Sciences под руководством профессора Дун Вана.