Учёные впервые внедрили животному искусственный код

Биологи из Кембриджа впервые изменили генетический код червя таким образом, чтобы заставить организм производить белки из искусственной аминокислоты. Ранее такие эксперименты проводили только с бактериями.

Героем эксперимента стал микроскопический червь Caenorhabditis elegans, длина туловища которого не превышает миллиметр.

Клетки червя создают белки из аминокислот. Строительством управляют гены. Всего 20 аминокислот используются C. elegans и прочими живыми существами как кирпичики. При этом различные комбинации позволяют получить тысячи самых разных белков, поддерживающих жизнь.



Чтобы понять, какие из тысячи с гаком клеток червя начали вырабатывать искусственный белок, учёные пометили их красителем, светящимся в ультрафиолете красным светом (фото A. F. Zeynep/Wikimedia Commons, врезка — S. Greiss and J. Chin).

Но биологам этого разнообразия, видимо, недостаточно, а потому генные инженеры пробуют «расширить палитру». Они изменили ДНК червя таким образом, чтобы в дело пошла 21-ая искусственная аминокислота.

Для того чтобы обмануть существующие клеточные механизмы, необходимо заменить кодоны, трёхбуквенные последовательности нуклеотидов, кодирующие информацию о том, какую аминокислоту нужно вставлять следующей при строительстве белка.

Специалисты исследовательского института Скриппса (The Scripps Research Institute) ещё в 2003 году показали, что

кодоны можно заменять по своему усмотрению, а недавно другая международная группа создала инструмент для масштабного редактирования генома.

Клетки читают и встраивают искусственные аминокислоты в новые белки, не подозревая о подмене. Но обкатать технологию удалось только на бактерии E. coli. Теперь же в лаборатории создан модифицированный червяк.

На свет появились биологические молекулы, не свойственные данному организму, пишут учёные в статье в Journal of the American Chemical Society.

Играя с кодонами и аминокислотами, биологи пытаются создать белки, которые, по мнению учёных, будут оставаться под их полным контролем и позволят им при помощи света или определённых веществ включать и выключать нужные клетки и молекулы.

Кстати, на всю работу у учёных ушло полтора года – не так уж и много, если вдуматься. И вполне возможно, что метод со временем получит широкое распространение, а его авторы — Нобелевскую премию. Напомним, что в 2008 году её дали учёным, открывшим зелёный флуоресцирующий белок медуз, который ныне используется биологами повсеместно.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Sebastian Greiss and Jason W Chin Expanding the Genetic Code of an Animal. – J. Am. Chem. Soc. – DOI: 10.1021/ja2054034; Publication Date (Web): August 8, 2011.

Источник