Бактерии с синтетическими ДНК создали белок, не встречающийся в природе

Исследователи Synthorx – биотехнологической компании, которая использует синтетическую биологию, чтобы обнаружить и развить новые терапевтические и диагностические инструменты и вакцины
(фото Synthorx, MIT Tech Review).

ДНК человека, как и всего живого на планете, состоит из четырёх нуклеотидов: аденин, гуанин, тимин и цитозин. Наше тело способно производить около 20 различных аминокислот, из которых затем создаются белки, отвечающие за всё, что происходит с телом – от переваривания пищи до восстановления повреждённых клеток.

В прошлом году биотехнологическая компания Synthorx объявила о том, что раздвигает границы биологии: учёные добавили новые строительные нуклеотиды в генетический код бактерий. Теперь они пошли ещё дальше: эти модифицированные бактерии научились создавать белок, обладающий дополнительными функциями и свойствами.

Нынешняя разработка, по мнению исследователей, может быть первым шагом на пути к созданию новых, более эффективных лекарственных препаратов и вакцин.

Специалисты компании Synthorx добавили бактериям два дополнительных нуклеотида, X и Y (синтетическая пара оснований под кодовым названием d 5SICS TP и d NaM TP). В сочетании с имеющимися четырьмя они могут создавать до 152 различных аминокислот, то есть, по сути, способны создавать белки, никогда не встречавшиеся в природе.

Тут стоит отметить, что представители мировой науки разработали за годы работы тысячи аминокислот, которые могут служить для создания питательных веществ или синтетических лекарств. Однако эти аминокислоты оказалось крайне непросто соединить в белки. При этом с помощью генетически модифицированных бактерий, вырабатывающих аминокислоты и компонующих их определённым образом, синтетическая фармацевтическая промышленность может создать множество новых препаратов, начиная лекарствами и заканчивая инновационными вакцинами, содержащими модифицированную форму вируса, которая будет "обучать" иммунную систему пациентов без риска заражения.

Эксперименты Synthorx проводились с модифицированной кишечной палочкой, в ДНК которой были в определённых местах добавлены нуклеотиды X и Y. В результате был создан белок (учёные не сообщают, какой именно), который содержал одну или несколько новых аминокислот. Когда они изучили полученный белок при помощи масс-спектрометра, они обнаружили, что аминокислоты находятся в необходимых местах.

В дальнейшем компания планирует провести ряд более сложных модификаций ДНК бактерий, чтобы получить ещё больше новых белков.