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人工合成
XNA可实现DNA功能
已拥有DNA遗传和进化两个关键特征
XNAs是六种新化合物(HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA,TNA,PNA)可以记录和复制遗传信息,使得遗传和进化这两个生命标志不再限制于DNA和RNA。
新华社伦敦4月22日电(记者黄堃)对许多人来说,简称DNA的脱氧核糖核酸并不陌生,它是携带生命遗传密码的重要载体。但如今,即便如此重要的载体也能被人工合成的物质替代了。
英国医学研究委员会分子生物学实验室等机构的研究人员在最新一期美国《科学》杂志上发表报告说,他们人工合成了六种通称为XNA的物质,在许多关键功能上可替代DNA,这对研究生命起源乃至“人造生命”具有重大意义。
DNA拥有双螺旋结构,由两条反向平行的多核甘酸链相互缠绕形成。打个简单的比方,这就像衣服上的拉链,由两个链条组成,每个链条上有用于相互咬合的链齿和承载链齿的布条。在DNA的链条中,链齿是一些碱基,而承载它们的支架由糖类和磷酸分子组成。
据研究人员介绍,XNA也能像DNA一样存储遗传信息。由于它所用的“链齿”,也就是碱基,和DNA中的一样,因此XNA链条和DNA链条之间还可互相结合,实现遗传信息的传递。
在实验中,研究人员将一个DNA链条上的遗传信息传递到XNA上,随后再传回另一个DNA链条,遗传信息传递的准确度高达95%以上。此外,如果满足一些前提条件,部分XNA聚合物在试管中还能如DNA一样进化成不同形态。
报告的作者之一菲利普·霍利格说,上述实验结果说明XNA已拥有DNA的两个关键功能——遗传和进化。
由于人造的XNA在分子构成上与DNA并不完全相同,这说明DNA不一定是携带生命遗传密码的唯一载体。有观点因此认为,地球上的生物之所以都采用了DNA来携带遗传信息,是因为地球生命起源之初,环境中相应种类的分子数量较丰富。而在宇宙中其他地方,也许存在遗传方式不相同的生命形式。
这项研究还被认为是在“人造生命”道路上迈出的重要一步,不过有专家认为,人类使用XNA来人工编制遗传信息并创造一种新生命,还有很长的路要走。


IP属地:贵州来自Android客户端1楼2015-09-19 20:07回复
    并不全是DNA的主要成分
    Holliger的团队在之前就制作过XNA,他们的非天然XNA包含之前的主要成分:腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤,胞嘧啶和尿嘧啶(这些都是DNA和RNA用来复制遗传编码的依靠)。不同的是各个成分的糖是相连接的。
    在DNA和RNA里面,糖分别是脱氧核糖和核糖。Holliger用一些不同的糖或分子代替了产生新的遗传物质。他们现在已经离仿造地球早期生命更进一步,因为XNA也能当成酶。而酶是生命体内加速化学反应不可或缺的催化剂。
    目前人们认为,地球上生命出现的第一步就是RNA进化成可以自我复制的酶。


    IP属地:贵州来自Android客户端2楼2015-09-19 20:09
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      巨大跨越
      通过证明XNA可以产生酶的效果,能够储存遗传信息,Holliger已经重现了生命出现的第二个主要步骤。
      XNA不能进行自我复制,但是它们能把RNA剪切、粘贴,功能和天然酶一样。甚至还能相互黏在一起,形成XNA碎片。
      这是第一步论证,就像之前的RNA一样,XNA也能自我催化,即使它不能像RNA一样自我复制。
      Holliger认为,RNA和DNA可能是很偶然地控制了地球的生命的主要群体,只因为它们有着更好的进化原料。我们可以推测,在别的星球XNA正替代DNA和RNA处于生命重要支柱的统治性地位。
      原始分子
      诺贝尔奖获得者、哈佛大学Jack Szostak说:“这项工作是另一个验证XNA重要功能的科学迈进。”Szostak的研究领域是地球生命起源。
      猜想太阳系外行星上生命可能是以DNA、RNA之外的东西为起步是有趣的,但是任何形式的生物的原始生物高分子都得满足其他限制,比能由生命起源前的化学作用产生及有效复制。XNA能不能满足这些限制条件,及它能够提供的有用功能,都还是悬而未决的问题。
      据Holliger介绍,XNA还能发挥医学作用。因为它们不是自然生成的,在人体内不能被分解。同时,它们可以被设计成破坏RNA的结构,被当做治疗RNA病毒或禁用RNA信息而触发的癌症特效药。
      Holliger说:“我们制造的XNA酶可以切除RNA的指定部位,所以可以利用它切割掉携带病毒或是致瘤的信使RNA,从而达到治疗目的。并且,因为它们不会被身体分解,所以能够为人体提供持久保护。”



      IP属地:贵州来自Android客户端3楼2015-09-19 20:11
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