Искусственно получена бактерия, использующая в составе своей ДНК вещество, токсичное для других организмов.
Генетическая информация в ДНК хранится в виде последовательности из
четырех видов азотистых оснований – аденина (А), цитозина (Ц), гуанина
(Г) и тимина (Т). Немецким же ученым во главе с Рупертом Матцелем (Rupert
Mutzel) удалось создать искусственный организм, которому тимин не
требуется – вместо него в ДНК используется 5-хлорурацил, вещество, для
других организмов просто токсичное.
Исходным материалом для ученых послужили бактерии E.coli, любимый инструмент генных инженеров. К ним был применен подход, который условно можно назвать «ускоренной направленной эволюцией».
Крупные
популяции клеток выращивались в присутствии 5-хлорурацила, в
концентрациях, еще не приводящих к летальному исходу. Это способствовало
селекции тех форм бактерий, которые все более устойчивы к присутствию
ядовитого соединения. По мере увеличения числа таких бактерий ученые
увеличивали и концентрацию 5-хлорурацила. Параллельно снижалась
концентрация в питательной среде тимина – а использованные в
эксперименте штаммы были неспособны самостоятельно его синтезировать и
требовали постоянной подпитки этим жизненно важным соединением.
Спустя
порядка 1 тыс. поколений был получен уникальный штамм, который оказался
способен не просто жить в отсутствие тимина и в присутствии
5-хлорурацила, но и использовал последний в качестве замены тимина в
составе собственной ДНК. Говоря поэтическим языком, яд стал жизнью.
Ученые
провели детальный анализ генома новой бактерии и выявили большое число
мутаций, которые потребовались для столь необычной и сложной адаптации, и
теперь им предстоит оценить вклад каждой из них в биохимию нового
штамма.
Работа служит замечательным примером
тому, как делает первые шаги совершенно удивительная область науки –
ксенобиология, которая исследует не существующие на Земле формы жизни и
порой пытается создать их самостоятельно. Интересно, как далеко она
зайдет в будущем.
|