4文字のDNAを 6文字に拡張?! | guuのブログ

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興味深い記事を見つけたのですが、テクノロジーはここまで進歩しているのかと驚きました 凝視




上記記事より



4文字システムは何十億年という超長期にわたり生命を維持し進化させるための最適解だったというわけです。

ですが逆を言えば、4文字システムは最適解であっても、4文字システムでなければダメなわけではありません

そこでDNAの基本構造が解明され「A・T・G・C」の4文字システムが明らかになった直後から、研究者たちは追加の文字を加えられる可能性について多くの検討を行ってきました。

というのも、4文字システムからの脱却は多くの利点があるからです。

4文字システムに新たな文字を加える利点

4文字システムに新たな文字を加える利点
4文字システムに新たな文字を加える利点 / Credit:Canva . 川勝康弘


現在の地球生命は4文字システムを使い、およそ20種類のアミノ酸を使用して自身の体を構築しています。

また4文字システムで認識できるアミノ酸の種類は、最大でも64種類となっています。

(※アミノ酸は3つの文字の組み合わせで識別されるため、4文字システムは4×4×4の64種類が理論上の最大値になります)

一方、6文字システムに拡張することができれば、使用できるアミノ酸の種類の最大値を216種類(6×6×6)まで増強させることが可能となり、既存の生物が選びたくても選べない新たなアミノ酸を、生命の材料として指定することが可能になります。

実際、生命が採用していないアミノ酸の中には特定の金属と強く相互作用したり、特殊な光活性を持つアミノ酸など、医薬品としても有用な「生命に効く」ものが含まれていることが知られています。


カリフォルニア大学の研究者たちも以前から、4文字システムから脱却するために人工拡張遺伝情報システム「AEGIS(イージス)」と呼ばれる仕組みを使って、新たな2文字を追加する試みを続けてきました。

AEGISは、地球外生命体の検出の可能性を高めるためにNASAの支援のもとに開発され、自然界のDNAには存在しない新しい人工的な塩基を導入することで、遺伝情報のアルファベットを拡張する仕組みです。

この試みは上手く機能し既存の4文字「A・T・G・C」に加えて新たに人工的に合成された2文字「B・S」を含む6文字システムのDNAを作成することに成功しました。

ただ6文字システムを新たな遺伝情報とするには、いくつか解決すべき問題がありました。

その1つが、DNAと酵素の関係です。

DNAに記された設計情報は膨大であり、特定のタンパク質だけを作る時には対応する設計情報の一部分だけを、mRNAと呼ばれる部分写し図に書き写されるのです。


たとえば細胞全体を巨大なビルだとすると、全体の設計情報の記載は何十個もの大きなスパコンを連ねた状態で保管されていると言えるでしょう。

○○階の✕✕部屋の情報が欲しいというときに、大きなスパコンをいちいち現場に引っ張っていくのは現実的ではありません。

そのため細胞には、必要な部分の情報だけを写し取る役割を持った酵素「RNAポリメラーゼ」が存在しています。

RNAポリメラーゼは設計情報の一部を書き写すための、印刷機と言えるでしょう。

しかしこれまでの研究では、AEGISによって作られた6文字システムがRNAポリメラーゼによってどのように認識されるかは、詳しく解っていませんでした。

そこで今回カリフォルニア大学の研究者たちは、細菌からRNAポリメラーゼを抽出し、6文字システムのDNAとの総合作用をテストしました。

すると、RNAポリメラーゼは、新しい2文字「B・S」を他の自然な4文字と同じように扱っていることが判明します。


また転写の際に非対称性を示し、Bが選択的に鋳型中のSの反対側に組み込まれSとUは鋳型中のBの反対側に効果的に組み込まれることも確認できました。

さらにRNAポリメラーゼが6文字システムのDNAに付着するときの様子を調べたところ、自然な4文字システムと同じであることも判明しました。

6文字システムのDNAとRNAポリメラーゼが結合している様子
6文字システムのDNAとRNAポリメラーゼが結合している様子 / Credit:UC San Diego Health Sciences

この結果について研究者たちは「私たちの合成塩基対「B・S」はレーダーに隠れてRNAポリメラーゼの行うプロセス(部分写し)に入り込むことができる」と述べています。

これは、自然界に存在しない塩基対が、生物の基本的なメカニズムに組み込まれる可能性を示唆しています。

酵素を騙して部分写しが順調にいったことで、次は部分写しに基づいてアミノ酸を組合わせてタンパク質を作る段階へと実験ステージを移すことができるでしょう。




既存の生物が選びたくても選べない新たなアミノ酸を、生命の材料として指定する

生命が採用していないアミノ酸の中には特定の金属と強く相互作用したり、特殊な光活性を持つアミノ酸など、医薬品としても有用な「生命に効く」ものが含まれている…


BとSで酵素をだます?… (◎∀◎;)?




自然の4文字システムをなぜ人工的に6文字に拡張しようとするのか?

人を物質と捉えると、そういう発想になるのかな大あくび


生みだしているのか、壊しているのか 魂が抜ける





そういえば子どもを出産した時に、明確な再生利用法もよく分からないまま胎盤提供依頼に同意しましたが、人間のからだにはやはり色々な再生能力が満ちているのでしょうか。



必要な人へ必要な医療提供がなされると良いのですがお願い





 


開花してからもう一ヶ月以上咲き続けているレモンマリーゴールド(4シーズンタラゴン)の一輪の花





枯れない、その生命力の秘密は??

分からないけど、葉っぱからさくらみたいな香りがする…よだれ