DNA de novo po novem

Molekula DNA najbrž ne potrebuje posebnega uvoda. Vsaj pol stoletja že stoji na visokem podiju znanstvenega zanimanja in z mnogimi izvedenimi raziskavami kaže na številne vloge, ki jih ima v praktično vseh aspektih živega. Osnovni predpogoj za uspešno raziskavo, ki bi nam razkrila nov vidik njenega delovanja, je kakopak ta, da imamo točno določeno molekulo DNA. To pomeni, da imamo molekulo DNA s točno določenim zaporedjem nukleotidov.

Kljub epohalnim razvojem molekularne biologije v zadnjih petdesetih letih so sintezne metode za sintezo molekul DNA dokaj stare in neučinkovite. Za sintezo želene molekule DNA se morajo namreč raziskovalke in raziskovalci zateči k organskim sinteznim kemikom. Ti so razvili metode, ki omogočajo, da izgradimo molekulo DNA s poljubnim nukleotidnim zaporedjem z različnimi sinteznimi cikličnimi metodami. Takšna je denimo fosforamiditna metoda, kjer s ciklom kemijskih reakcij sintetiziramo nekaj sto nukleotidov dolgo molekulo DNA. Omenjena sintezna strategija vsebuje kar nekaj slabosti. Je relativno počasna, nezmogljiva, draga ter okolju nič kaj prijazna metoda.

Mednarodna ekipa raziskovalcev in raziskovalk je v nedavni študiji, objavljeni v Nature Biotechnology, predstavila novo sintezno metodo, ki za izvršitev sinteze uporablja modificiran encim terminalne deoksinukleoditil transferaze. Ta je sposoben posamezne nukleotide povezati v verigo, ki nato tvori molekulo DNA. Da bi lahko zapisali DNA s poljubnim zaporedjem, pa je bilo treba encim modificirati tako, da se ta ustavi po vsakem dodanem nukleotidu. S spretno zvijačo jim je to tudi uspelo. Na encim so namreč kemično vezali nukleotid, ki se pri kemijski reakciji vgradi v nastajajočo verigo DNA. Ta encim postane za nadaljnji postopek neuporaben, zato se ga v naslednjem koraku zavrže. Tako je, encim se med reakcijo porablja!

Avtorji študije utemeljujejo, da si ta nelogični korak zavrženja encima v vsakem ciklu dodatka novega nukleotida lahko privoščijo, češ da je njegova sinteza relativno poceni. Uspelo jim je tudi pokazati, da metoda res lahko doseže in tudi že preseže zmogljivost obstoječih sinteznih metod DNA. Čeravno smo najbrž še daleč od uporabe takšne metode v vsakdanji praksi, predstavlja pričujoča inovacija odločen in prepotreben korak k boljšim sinteznim strategijam molekule DNA, ki bodo prav gotovo olajšale raziskovalno delo številnim raziskovalcem.

In silico je zbritoff sintetiziral Uroš.

(Iz)vir: https://www.nature.com/articles/nbt.4173