数十億年前、4つの分子がDNAの優雅な二重らせん構造に舞い込み、地球上の生命のコードを提供します。しかし、これらの4人のプレーヤーは実際に生命の出現の基本でしたか、それとも他の人も私たちの遺伝暗号を生み出したのでしょうか？
サイエンス誌で本日（2月20日）に発表された新しい研究は、後者の命題をサポートしています。科学者たちは最近、新しい種類のDNAをエレガントな二重らせん構造に成形し、生命をサポートする特性があることを発見しました。
しかし、天然DNAが短編である場合、この合成DNAはトルストイの小説です。
研究者たちは、4つの追加分子を使用して合成DNAを作成しました。その結果、生成された製品のコードは、4文字ではなく8文字で構成されました。文字の増加に伴い、このDNAには情報を保存するためのはるかに大きな容量がありました。科学者たちは新しいDNAを「八文字」と呼びました。これは日本語で「8文字」を意味します。6文字を使用して同様のDNAを作成したさまざまなグループの以前の研究を拡張したものです。
コードを書く
自然のDNAは、窒素塩基と呼ばれる4つの分子で構成され、互いに対になって地球上の生命のコードを形成します。AはTと結合します。 GはCと結合します。八文字文字列のDNAには、これら4つの天然の塩基に加えて、合成で作られた4つのヌクレオチド塩基（P、B、Z、S）が含まれます。
米国中のいくつかの異なるチームを含む研究グループは、天然と合成のヌクレオチド塩基対のさまざまな組み合わせでこれらの八文字の二重らせんを何百も作成しました。次に、さまざまな二重らせんに生命維持に必要な特性があるかどうかを確認するために一連の実験を行いました。
天然DNAには、他の遺伝分子にはないような特徴的な特性があります。それは安定していて予測可能です。つまり、研究者は、劣化する時期を含め、特定の温度と環境でどのように動作するかを正確に計算できるということです。
しかし、研究者たちは八文字のDNAでもこれを行うことができたことがわかりました-さまざまな温度にさらされたときのDNAの安定性を予測できる一連のルールを考え出すことができます。
人生の要件
カリフォルニア州のスクリップスリサーチの化学教授である研究の一部ではなかったフロイドロメスバーグ氏は、4つの合成塩基を追加しても、「予測可能でプログラム可能なコードが前例のないコードである」と述べました。以前に発行された6文字のコードに関する研究。この「画期的な論文」は、G、C、A、Tが「ユニークではない」ことを確かに示唆している、とRomesbergはLive Scienceに語った。
シニア著者スティーブンベナー、フロリダの応用分子進化財団の著名なフェローも同意した。宇宙のどこかに、生命もDNAでコード化されている場合、それは「地球上にあるものとまったく同じ」ではない、とBennerはLive Scienceに語った。 「実験室でこれらの種類の実験を行うことは、代替構造を理解するのに非常に役立ちます。」
しかし、情報を保存するDNAを作成するだけでは十分ではない、とBenner氏は指摘しました。また、その情報を姉妹分子のRNAに転送する能力も必要です。これにより、そのRNAはタンパク質に生物内のすべてのビジネスを実行するように指示できます。
そのことを念頭に置いて、研究者たちは合成酵素（反応を促進するタンパク質）を開発しました。さらに、RNA分子は、情報をさらに転送するために必要なL字型に折りたたむことができることを発見しました。
さらに、DNA鎖は同じ三次元構造、有名な二重らせんにねじれる必要があります。
チームは、8つの塩基対の異なる配列を持つ八文字文字体DNAの3つの結晶構造を作成し、実際にそれぞれが古典的な二重らせんを形成していることを発見しました。
それでも、八文字のDNAが生命を支えるためには、5つ目の要件があるとベナー氏は語った。つまり、自立するか、自力で生き残る能力が必要です。しかし、分子がいつか地球上の生物のゲノムに侵入する可能性があるバイオハザードになるのを防ぐために、研究者たちはこの段階を調査するのに十分に立ち止まりました。
拡大する語彙
この8文字のDNA鎖は、宇宙での生活のための選択肢を垣間見るだけでなく、ここ地球にも応用されています。ベナー氏によると、8文字の遺伝的アルファベットは、より多くの情報を格納し、特定のターゲットにさらに具体的に結びつくという。たとえば、八文字文字列のDNAは、肝癌細胞や炭疽菌毒素に結合するために使用されたり、化学反応を加速するために使用されたりする可能性があります。
「文字数を6から8に増やすことで、DNA配列の多様性が大幅に向上します」研究の一部ではなかったシンガポールのA * STARバイオエンジニアリングおよびナノテクノロジー研究所の合成分子生物学者、平尾一郎、メールで言った。 （しかし、平尾のチームは、6文字のDNA鎖を作成した以前の研究にも関与していました）
もちろん、これは8文字のDNA二重らせんの「最初のデモンストレーションにすぎません」。実際に使用するには、RNAへの複製と転写の精度と効率を改善する必要があると、平尾氏はメールで述べた。彼は最終的に彼らがさらに多くの手紙まで築くことができるかもしれないと彼は想像します。
