Som mange måske ved fra filmen GATTACA, er alt DNA sammensat af nukleotider, der indeholder en af fire baser: A, C, G og T. Disse bogstaver er "planen" for livet, der har udviklet sig over milliarder af år, sammenkoblet for at skabe DNA's karakteristiske dobbelt helixstruktur. Men som Sarah Kaplan rapporterer for The Washington Post, har forskere tilføjet to nye bogstaver til DNA's korte alfabet, hvilket skaber bakterier, der kan syntetisere aminosyrer, der normalt ikke er produceret af levende organismer.
Ifølge Associated Press var forskere som Scripps Research Institute i La Jolla, Californien i 2014 i stand til at tilføje to nye baser, kaldet X og Y, til DNA'et fra en laboratoriestamme af E. coli-bakterier. Som Kaplan rapporterer, var disse bakterier ustabile og mistede deres Xs og Ys efter et par dage.
Tidligere i år var holdet endelig i stand til at skabe en stabil form for den modificerede bakterie - men den opdaterede version kunne stadig ikke bruge dens syntetiske baser, rapporterer Ewen Callaway hos Nature . I det seneste eksperiment var E. coli imidlertid faktisk i stand til at bruge deres udvidede alfabet til at skabe unaturlige aminosyrer, som kombineret med andre til at producere glødende grønne proteiner. Forskningen vises i tidsskriftet Nature .
Ifølge AP er det stadig tidlige dage, men målet med denne type kunstig DNA-programmering er at skabe organismer, der er i stand til at producere forbindelser, der kan have en bred vifte af formål, herunder designerlegemidler eller biobrændstoffer. Måske kunne forskere endda skabe organismer, der kan angribe kræftceller eller suge op oliespild.
Som Callaway rapporterer, kan de fire naturligt forekommende DNA-baser kombinere i 64 forskellige sammenkoblinger med tre bogstaver, også kendt som kodoner, opskriften på en aminosyre. Men fordi flere forskellige kodoner skaber den samme aminosyre, danner kun 20 aminosyrer grundlaget for næsten alle proteiner i naturen. Tilføjelse af XY-baseparret til systemet kan tilføje yderligere 100 aminosyremuligheder til blandingen.
”Det er bølgeforhold; dette er kanten af videnskaben, ”fortæller Kaplan, University of Texas, i Austin-biokemiker Andrew Ellington, der ikke er involveret i forskningen. ”Vi lærer bedre, hvordan man konstruerer levende systemer.”
Scripps-teamet er ikke den eneste gruppe, der arbejder med syntetisk DNA. Callaway rapporterer, at forskere har ændret DNA-baser siden 1989, og at forskere ved Institute of Bioengineering and Nanotechnology i Singapore har oprettet et lignende system i reagensglas, ikke i levende celler.
Ikke alle er overbeviste om, at holdet har lavet et gennembrud. Steve Benner, biokemiker ved Foundation for Applied Molecular Evolution, fortæller Kaplan, at han mener, at det naturlige E. coli-DNA producerer aminosyrerne på trods af at han har det fremmede DNA i blandingen. Men Floyd Romesberg, leder af forskningslaboratoriet i Scripps, hvor arbejdet udføres, tæller, at det glødende grønne protein er et bevis på, at E. coli bruger X- og Y-baserne til at producere en unaturlig aminosyre. Callaway påpeger, at andre kritikere synes, hvordan X- og Y-baserne klæber sammen - en metode, der ligner måden af fedtklumper sammen - ikke er stabil nok til, at denne type system kan vokse mere kompleks.
Selv hvis netop denne metode ikke fører til designer-medicinrevolutionen, rejser eksperimentet muligheden for, at der kan være alternative livsformer baseret på et lignende, men anderledes DNA-lignende system. ”Det antyder, at hvis livet udviklede sig et andet sted, kunne det have gjort det ved at bruge meget forskellige molekyler eller forskellige kræfter, ” siger Romesberg til Antonio Regalado ved MIT Technology Review. ”Livet som vi kender det er muligvis ikke den eneste løsning, og det er måske ikke det bedste.”
