Група американски учени създадоха синтетична молекула на дезоксирибонуклеиновата киселина, която включва четири нови азотни основи в допълнение към четирите вече съществуващи. "Hachimoji" -DNA (осембуквена ДНК) е в състояние да формира двойна спирала и се преписва в молекули на РНК, тоест може потенциално да носи генетична информация. Статия за изследването беше публикувана в списание Science.
Експертите са синтезирали нуклеотиди ("градивни елементи" на ДНК) P, B, Z и S, които съдържат азотни основи, подобни на пурини и пиримидини в обикновената ДНК. Водородните връзки се образуват между пурини и пиримидини, които са необходими за формирането на базовите двойки, съставляващи двойната верига ДНК. По този начин S (пиримидин) се свързва с В (пурин), а Р (триазин) се свързва с Z (пиридин) според принципа на допълняемост, точно както в обикновения четирибуквен ДНК аденинът се свързва с тимина, а цитозинът - с гуанина.
Беше потвърдено, че "хахимоджи" -ДНК отговаря на основните изисквания за осигуряване на еволюция на Дарвин, включително предвидима термодинамична стабилност, независимо от нуклеотидната последователност. Например, замяната на чифт синтетични основи с друга двойка няма да доведе до загуба на свойства на кристали, тоест мутации могат да възникнат в ДНК, които не лишават осембуквената дезоксирибонуклеинова киселина от способността да носят генетична информация и на теория да я предават по наследство.
Учените също успяха да препишат "хахимоджи" -ДНК, тоест да я използват като шаблон за синтеза на хахимоджи-РНК молекули. Първо, изследователите тествали необходимия ензим за това - РНК полимераза, изолирана от вируса на бактериофага Т7 и способна да селектира всеки нуклеотид в ДНК веригата, съответстващ на принципа на комплементарност на рибонуклеотида (РНК „градивни блокове“).
Оказа се, че този тип полимераза не е в състояние да прикачи само рабонуклеотид S, съответстващ на нуклеотид В, към растящата верига на хахимоджи РНК. За да разрешат този проблем, изследователите сортираха няколко варианта на мутантна полимераза и откриха, че един от тях - FAL полимераза с три замествания на аминокиселини - е способен да работи с четирите нови "букви". Това позволи на изследователите да конструират флуоресцентен аптамер от спанак от РНК на Хачимоджи, къса молекула, способна да се свърже с молекулата DFHBI, причинявайки тя да излъчва зелена светлина.
Както пишат учените, създаването на осембуквена ДНК може да бъде полезно в различни области на синтетичната биология, а също така разширява разбирането за възможните биологични структури в извънземния живот.