Международная группа ученых под руководством биохимиков из Стэнфордского университета совершила открытие, которое может перевернуть фундаментальные представления о биологии. Они обнаружили белок Drt3b, способный синтезировать цепь ДНК без использования существующего генетического материала в качестве матрицы.
По словам исследователей, находка стала полной неожиданностью. Руководитель проекта Алекс Гао в интервью DW заявил: «Это было весьма неожиданно! Мы не поверили, пока не увидели крио-ЭМ структуру. Именно тогда до нас дошло». Результаты исследования были опубликованы в журнале Science в апреле.
Система DRT3 работает в два этапа. Сначала белок Drt3a строит одну цепь ДНК, используя небольшой фрагмент генетического материала в качестве шаблона. Затем белок Drt3b собирает вторую цепь без шаблона, используя собственную структуру в качестве направляющей. Это первый известный случай, когда белок производит длинную, специфическую последовательность ДНК, полагаясь исключительно на свою форму.
Филипп Кранцуш из Гарвардской медицинской школы назвал исследование «революционным». Он отметил, что ученые изучают ДНК с 1950-х годов, но никогда не предполагали, что бактерии способны на такое. Открытие ставит вопрос: что еще мы упускаем?
Открытие имеет и практическое значение. Если ученые смогут запрограммировать Drt3b на производство других последовательностей ДНК, это может стать инструментом для создания искусственных молекул ДНК без необходимости в шаблоне. Однако Рафаэль Пинилья-Редондо из Копенгагенского университета предупреждает, что до этого еще далеко.
Исследование вызвало дискуссии о «центральной догме биологии» — принципе, согласно которому генетическая информация передается от ДНК к РНК и затем к белку, но никогда обратно. Пинилья-Редондо считает, что догма не нарушена: «Захватывающая часть не в том, что правила биологии рухнули, а в том, что эволюция нашла очень неожиданный способ построить молекулу ДНК».
Точная функция системы DRT3 пока неизвестна. Ведущая гипотеза предполагает, что ДНК действует как молекулярная губка, поглощая ключевые компоненты атакующего вируса и нейтрализуя его. Однако Гао осторожен в своих выводах.
Исследователи избегают прямых сравнений с CRISPR, который произвел революцию в редактировании генов. Гао подчеркивает: «CRISPR — это прорыв раз в поколение. Говорить о применениях DRT3 пока рано. Мы больше всего заинтересованы в расширении понимания механизмов синтеза ДНК».
Открытие подчеркивает, что изучение бактериальных иммунных систем только начинается. Ученые уверены, что в микробной «темной материи» скрыто множество неоткрытых фундаментальных механизмов.
Source: www.dw.com