Az amerikai tudósok egy csoportja létrehozta a dezoxiribonukleinsav szintetikus molekuláját, amely a négy már létező mellett négy új nitrogénbázist tartalmazott. A "Hachimoji" -DNS (nyolc betűs DNS) képes kettős hélixet képezni és RNS-molekulákba átírni, vagyis potenciálisan hordoz genetikai információkat. A tanulmányról egy cikket tettek közzé a Science folyóiratban.
A szakértők szintetizált P, B, Z és S nukleotidokat (a DNS "építőelemeit") tartalmaznak, amelyek nitrogénbázisokat tartalmaznak, hasonlóak a szokásos DNS purinokhoz és pirimidinekhez. Hidrogénkötések alakulnak ki a purinek és a pirimidinek között, amelyek szükségesek a DNS kettős szálát alkotó bázispárok kialakításához. Így S (pirimidin) kötődik B-hez (purin), és P (triazin) Z-hez (piridinhez) kötődik a komplementaritás elve szerint, hasonlóan ahhoz, ahogyan az adenin kötődik a timinhez és a citozin a guaninhoz a szokásos négybetűs DNS-ben.
Megerősítették, hogy a „hachimoji” -DNS megfelel a darwini evolúció biztosításának alapkövetelményeinek, ideértve a kiszámítható termodinamikai stabilitást is, a nukleotid szekvenciától függetlenül. Például, ha egy pár szintetikus bázist kicserélnek egy másik párra, nem vezet a kristálytulajdonságok elvesztéséhez, vagyis mutációk fordulhatnak elő olyan DNS-ben, amely nem fosztja meg a nyolc betűs dezoxiribonukleinsavat a genetikai információ hordozhatóságától, és elméletileg annak örökség útján történő továbbításának képességétől.
A tudósoknak sikerült átírniuk a "hachimoji" -DNS-t is, azaz sablonként használják a hachimoji-RNS molekulák szintéziséhez. Először a kutatók megvizsgálták az ehhez szükséges enzimet - a T7 bakteriofág vírusából izolált RNS-polimerázt, amely képes a nukleotidokat a DNS-szálban kiválasztani, amely megfelel a ribonukleotid komplementaritási elvének (RNS „építőelemek”).
Kiderült, hogy az ilyen típusú polimeráz nem képes csak a B nukleotidnak megfelelő S ribonukleotidot a hachimoji RNS növekvő láncához kapcsolni. Ennek a problémanak a megoldására a kutatók több mutáns polimeráz variánsot választottak ki, és úgy találták, hogy ezek közül az egyik - három aminosav-helyettesítéssel rendelkező FAL polimeráz - képes működni mind a négy új "betűvel". Ez lehetővé tette a kutatók számára, hogy a Spinach fluoreszkáló aptamert a Hachimoji RNS-ből állítsák elő, amely egy rövid molekula, amely kötődik a DFHBI molekulához, és zöld fényt bocsát ki.
A tudósok szerint a nyolc betűs DNS létrehozása hasznos lehet a szintetikus biológia különféle területein, és kiterjeszti az idegen élet lehetséges biológiai szerkezeteinek megértését.