Dodałem tylko dwie „cegły” - i cały budynek się zawalił …
Dwa lata temu amerykańscy naukowcy ogłosili, że udało im się wprowadzić dwie sztuczne „litery” DNA (pary zasad) do genomu żywego organizmu. Naukowcy planowali sprawdzić, czy możliwe jest wprowadzenie obcych elementów do genomu, jak stabilne będzie życie takiej półsyntetycznej bakterii Escherichia coli i czy będzie się ona samo replikować z takimi „dodatkami”. Ale powstałe pokolenia półsyntetycznych mikroorganizmów dały nieoczekiwany wynik, który skłonił naukowców do zastanowienia się, czy wybierają właściwą ścieżkę …
Ostatecznym celem wszystkich tego rodzaju eksperymentów jest stworzenie „fabryk” do produkcji substancji potrzebnych naukowcom, na przykład nowych białek potrzebnych w wielu różnych gałęziach przemysłu.
Nowe badanie wykazało, że praca z organizmem półsyntetycznym (przynajmniej w tej konkretnej modyfikacji) najprawdopodobniej nie zadziała. E. coli E. coli ze sztucznymi „literami” w DNA wykazywały fototoksyczność. Mówiąc najprościej, bakterie giną pod wpływem światła. Bardzo mała dawka ekspozycji na słońce lub światło z lamp fluorescencyjnych znacznie zmniejsza przeżycie i wzrost komórek.
Jak się okazało, faktem jest, że wstawiona sztuczna para zasad składa się z dwóch nukleozydów (nukleotydów bez grup fosforanowych), zwanych d5SICS i dNaM. Te ostatnie różnią się budową chemiczną od naturalnych, co oznacza, że absorbują światło o innej długości fali (różnica nie jest zbyt duża - 400 nanometrów zamiast 300 nm dla naturalnych).
Ale dzienne dawki promieniowania (światło słoneczne docierające do powierzchni Ziemi i światło lamp fluorescencyjnych), które otrzymujemy my i mikroorganizmy żyjące w laboratorium, zawierają znacznie więcej światła o długości fali 400 nm (w zakresie bliskim widzialnym) niż przy długości fali 300 nm (bliżej do ultrafioletu).
Aby zrozumieć, jak ta różnica wpływa na żywe komórki, naukowcy przeprowadzili eksperyment. Wystawili komórki raka skóry na działanie światła. Okazało się, że przy naświetlaniu światłem o długości fali 400 nm, nawet w małych dawkach, przeżywalność zwykłych komórek bez sztucznych nukleozydów nie uległa zmianie. To samo było w przypadku zmienionych komórek, które nie były poddawane działaniu światła.
Jednak komórki rakowe z „dodatkowymi literami” w DNA, które otrzymały nawet niewielką dawkę promieniowania, wykazały znaczny spadek proliferacji. Oznacza to, że sztuczne pary zasad uczyniły te komórki wrażliwymi na działanie światła o określonej długości fali. W rzeczywistości otrzymali uszkodzenia fotochemiczne. Niezgodne, jak mówią, z życiem …
Film promocyjny:
Tym samym badanie wykazało, że nawet niewielkie zmiany w kodzie genetycznym mogą prowadzić do nieprzewidzianych i dalekosiężnych konsekwencji dla całego organizmu.
Jednak w tym przypadku nie byłoby szczęścia, ale pomogło nieszczęście. Odkrycie może również przysłużyć się ludziom, ponieważ naukowcy, wykorzystując zjawisko fototoksyczności, mogą wymyślić nowy sposób leczenia raka.