Новая технология редактирования ДНК открывает путь к созданию устойчивых организмов

Современная генетика сделала шаг вперед, представив методику, позволяющую переписывать генетический код потоковым способом. С помощью этой технологии ученые смогли внести изменения в ДНК кишечной палочки, заменив определенные участки кода на альтернативные. Такой подход дает возможность не только глубже изучать работу генома, но и присваивать новые функции ранее «выброшенным» последовательностям.

ДНК — это своеобразный текст, написанный четырьмя буквами: А, Т, Г и Ц. Их комбинации образуют кодоны, которые в свою очередь определяют, из каких аминокислот будут построены белки. Но система содержит избыточность: кодонов больше, чем аминокислот. Именно эту особенность ученые решили использовать для замены так называемых стоп-кодонов — сигналов завершения синтеза белка.

В большинстве организмов встречаются три стоп-кодона — ТАГ, ТАА и ТГА. В ходе эксперимента исследователи заменили все 314 последовательностей ТАГ в геноме кишечной палочки на ТАА. Для этого они синтезировали фрагменты ДНК с нужными изменениями и внедряли их в клетки с помощью электрических разрядов. Затем проводилось скрещивание бактерий, что позволило объединить все изменения в одной клетке.

После успешного завершения этого этапа ученые удалили ген, распознающий старый стоп-кодон ТАГ. В результате бактерии получили возможность интерпретировать эту последовательность иначе, например, как код для новой аминокислоты. Ранее уже были созданы искусственные аминокислоты и ферменты, способные считывать их, что делает данную методику особенно перспективной.

Главное преимущество нового подхода заключается в возможности создавать организмы с уникальным генетическим кодом. Такие клетки будут невосприимчивы к вирусам, так как вирусные механизмы завязаны на стандартную систему синтеза белков. Это открывает широкие горизонты для медицины, фармакологии и биотехнологий.

Переписывание генетического кода — это не только фундаментальный научный прорыв, но и практическая основа для будущего, где можно будет создавать устойчивые к вирусам микроорганизмы, синтезировать новые белки и даже менять принципы работы живых систем. Технология способна изменить представления о том, что возможно в биологии, и приблизить человечество к контролируемому конструированию живых форм.