Наука Международная группа ученых создала бактерию, ДНК которой содержит вещество, несуществующее на Земле. Синтетический монстр, который является абсолютно безопасным для нашей биосферы, был получен из обычной кишечной бактерии. Биологи говорят, что технология, используемая в эксперименте, может помочь людям моделировать и воссоздавать внеземные организмы.
Группа молекулярных биологов из Германии, Франции, Бельгии и США создали бактерию из несуществующих веществ. Это вещество никогда не существовало ни на планете Земля, ни в пространстве. Это искусственное соединение стало известно как 5-chlorouracil.
Ни для кого не секрет, что ДНК всех земных существ состоит из четырех азотистых нуклеотидов: аденин, гуацин, цитозин и тимин. Эти соединения образуют функциональную часть молекулы, известную как генетический код. Некоторые аминокислоты соответствуют трем азотистым основаниям. Таким образом, последовательность строительства любого белка записывается в ДНК в виде цепочки, в которой чередуется комбинация из трех нуклеотидов.
Ученые решили создать бактерию, в ДНК которой можно было бы заменить одно из азотистых оснований, а именно – тимин. Эксперимент проводился с участием всем известной кишечной палочки. Этот штамм микроорганизмов, которые не способны самостоятельно синтезировать тимин. Они должны получать это соединение извне. Исследователи решили обмануть бактерию и имплантировать синтетический аналог тимина – вышеупомянутый 5-chlorouracil.
Высокая концентрация этого соединения токсична для бактерий, поэтому биологи вводили его постепенно, чтобы дать возможность бактериям привыкнуть к яду. Сначала они выращивали бактерий в среде, где присутствовало и новое соединение и тимин в умеренных концентрациях. Это способствовало ускоренному выбору: только самые сильные организмы выживали. Впоследствии "выживших" переводили в другую среду с повышенным содержанием 5-chlorouracil и низким содержанием тимина. В результате ученым удалось вырастить клетки, которые вообще не нуждались в тимине. Тимин был полностью заменен синтетическим аналогом. Это произошло в тысячном поколении бактерий с момента начала эксперимента.
Полученные бактерии могут делиться как обычные. Замена одного нуклеотида не влияет на способность ДНК к удвоению. Все белки, которые были необходимы бактерии, нормально синтезировались, а это означает, что изменения не повлияли на нормальное функционирование бактерий.
Оказалось, однако, что "инопланетяне" не смогли передать части своей "неправильной" ДНК другим, нормальным бактериям. Поэтому даже если бы каким-то образом бактерии оказались вне лаборатории, у них не было бы возможности изменить геном нормальных микроорганизмов. Они не смогли бы выжить за пределами лаборатории, потому что 5-chlorouracil отсутствует в природном мире.
Исследователи выяснили, что оригинальная ДНК кишечной палочки также претерпела значительные изменения. Ученые насчитали несколько сотен мутаций ДНК. Мутации стали необходимыми для того, чтобы новый организм приспособился к жизни в нетрадиционных условиях окружающей среды. Все эти мутации были чрезвычайно важными для бактерии. Если какая-либо из мутировавших частей ДНК получает свою первоначальную форму, то бактерия погибает мгновенно.
Какова же практическая ценность данного эксперимента? На самом деле, огромная. По словам ученых, микроорганизмы, существование которых зависит от вещества, не существующего в природе, могут быть использованы для производства лекарственных препаратов, биоэтанола и других химических соединений. Более того, люди будут иметь возможность контролировать деятельность этих соединений.
Кроме того, технология дает возможность "сооружать" внеземные организмы. Остается только выяснить, какие органические соединения существуют на "исследованной части планеты". После этого можно будет взять обычную бактерию и имплантировать те соединения в его органическую молекулу. Наблюдая за происходящими в бактерии изменениями, ученые смогут описать биологические процессы, которые, вероятно, происходят в организме внеземных существ (если они конечно существуют).
