研究人員創(chuàng)造了新的“字母”以增強DNA功能
就像字母串在一起形成單詞一樣,我們的DNA也通過字母串在一起編碼蛋白質。遺傳字母表只包含4個自然字母--A,C,G和T,它們可以生成蛋白質的藍圖,使我們的身體發(fā)揮作用。現(xiàn)在,來自科學,技術和研究機構(A * STAR)的生物工程和納米技術研究所(IBN)的研究人員創(chuàng)造了一種DNA技術,其中包含兩種新的遺傳信件,可以更好地檢測登革熱和寨卡病等傳染病。
遺傳字母表擴展技術是將人工堿基對引入DNA。現(xiàn)有的四個遺傳字母在AT和GC的堿基對中天然結合在一起。這些特定的堿基對形成在DNA復制中是必不可少的,其發(fā)生在所有生物體中。它是復制DNA分子以產(chǎn)生兩個相同分子的過程。
“遺傳字母表的擴展是一項重大的科學成就。它揭示了DNA的自然復制機制,這將有助于我們設計獨特的DNA分子和技術。例如,我們的技術可用于創(chuàng)建新的診斷和治療劑優(yōu)越的療效,“IBN執(zhí)行董事Jackie Y. Ying教授說。
2009年,IBN團隊負責人兼首席研究科學家Ichiro Hirao博士和IBN高級研究科學家Michiko Kimoto博士創(chuàng)建了兩個新的遺傳信件--Ds和Px,它們相互結合,形成一個可作為第三個DNA的人工堿基對堿基對。然而,新堿基對的分子結構在最近與德國康斯坦茨大學的Andrea Marx教授就其新堿基對的結構分析進行合作之前從未確定過。
利用X射線晶體學,研究人員通過分析晶體的X射線衍射,在DNA復制過程中發(fā)現(xiàn)了Ds-Px堿基對的三維分子結構。他們發(fā)現(xiàn)新的人工堿基對的結構與天然堿基對非常相似。
Hirao博士說:“我們新的DNA堿基對設計的靈感來自拼圖,其中互補的形狀配合在一起形成特定的配對。然而,我們的概念直到現(xiàn)在才是假設。我們不知道實際DNA復制過程中我們的Ds-Px對的分子結構,直到我們與康斯坦茨大學的合作者最近的研究。他們證實我們正在朝著正確的方向前進,這將使我們能夠創(chuàng)造出能夠增強DNA自然功能的生物成分。
使用這種遺傳字母表擴展技術,IBN正在開發(fā)DNA適體,它是修飾的DNA分子,可以與體內的分子靶標結合。該團隊計劃在未來兩年內使用這些DNA適配體啟動檢測試劑盒,以檢測登革熱和寨卡病等傳染病。
這一發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在2017年9月的期刊Angewandte Chemie International Edition上作為封面故事。
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