En gruppe amerikanske forskere skabte et syntetisk molekyle af deoxyribonukleinsyre, der indeholdt fire nye nitrogenholdige baser ud over de fire, der allerede var. "Hachimoji" -DNA (otte bogstaver DNA) er i stand til at danne en dobbelt helix og transkriberes til RNA-molekyler, det vil sige det kan potentielt bære genetisk information. En artikel om undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Science.
Eksperter har syntetiserede nukleotider ("byggeblokke" af DNA) P, B, Z og S, som indeholder nitrogenholdige baser, der ligner puriner og pyrimidiner i almindeligt DNA. Hydrogenbindinger dannes mellem puriner og pyrimidiner, som er nødvendige for dannelsen af basepar, der udgør dobbeltstrengen af DNA. Således binder S (pyrimidin) sig til B (purin), og P (triazin) binder til Z (pyridin) i overensstemmelse med princippet om komplementaritet, på samme måde som adenin binder til thymin og cytosin til guanin i almindeligt firebogstavs-DNA.
Det blev bekræftet, at “hachimoji” -DNA opfylder de grundlæggende krav for at sikre darwinisk udvikling, inklusive forudsigelig termodynamisk stabilitet, uanset nukleotidsekvensen. F.eks. Vil erstatning af et par syntetiske baser med et andet par ikke føre til tab af krystalegenskaber, dvs. mutationer kan forekomme i DNA, der ikke fratager de otte bogstaver deoxyribonukleinsyre evnen til at bære genetisk information og i teorien overføre den ved arv.
Forskere formåede også at transkribere "hachimoji" -DNA, det vil sige at bruge det som en skabelon til syntese af hachimoji-RNA-molekyler. Først testede forskerne det nødvendige enzym til dette - RNA-polymerase, isoleret fra bakteriofagen T7-virus og i stand til at vælge hvert nukleotid i DNA-strengen svarende til komplementaritetsprincippet for ribonukleotid (RNA “byggesten”).
Det viste sig, at denne type polymerase ikke er i stand til kun at binde ribonukleotid S, svarende til nukleotid B, til den voksende kæde af hachimodji RNA. For at løse dette problem sorterede forskerne flere mutante polymerase-varianter og fandt, at en af dem - FAL-polymerase med tre aminosyresubstitutioner - er i stand til at arbejde med alle fire nye "bogstaver". Dette gjorde det muligt for forskerne at konstruere en fluorescerende spinat aptamer fra Hachimoji RNA, et kort molekyle, der er i stand til at binde til DFHBI-molekylet, hvilket får det til at udsende grønt lys.
Ifølge forskere kan oprettelsen af otte bogstaver DNA være nyttig på forskellige områder af syntetisk biologi og udvider også forståelsen for mulige biologiske strukturer i fremmed liv.