Когда астрономы ищут признаки наличия жизни на поверхности далеких планет, они в первую очередь фокусируются на планетах, которые во многом подобны Земле. Зарождение и развитие жизни на таких планетах могло пойти по схожему с земным пути, но, существует гораздо большая вероятность, определенная различиями в факторах окружающей среды, что развитие внеземной жизни могло пойти и по своему, “внеземному” пути. И для демонстрации такого “внеземного” пути развития жизни исследователи, финансируемые НАСА, создали искусственную генетическую систему – жизнеспособную синтетическую ДНК, в структуре которой используется вдвое большее количество компонентов, называемых основаниями.
Вся земная жизнь основана на информации, записанной в молекулах ДНК, имеющих форму длинной спирали и состоящей из оснований четырех типов – аденина, тимина, цитозина и гуанина, обозначаемых латинскими буквами A, T C и G. Во всех растениях и живых существах, начиная от крошечных бактерий и закачивая огромными китами, “жизненная” информация закодирована в последовательности чередования этих четырех оснований. Но вышесказанное не отменяет того, что вся жизнь во Вселенной должна базироваться на точно таких же принципах. Вполне вероятно, что где-то в очень далекой-далекой галактике жизнь зародилась на основе структур, отличных от структуры земной ДНК.
Исследовательская группа, в которую входят ученые из Техасского университета и университета Индианы, при помощи комплекса сложнейших моделирующих программ, уже некоторое время занимается поисками альтернативных вариантов основ жизни. Недавно им удалось рассчитать новую молекулярную биологическую информационную систему, которая функционирует, подобно ДНК, и которая достаточно стабильна для хранения информации в течение долгого времени. Помимо четырех известных оснований в этой молекуле синтетической ДНК присутствуют четыре совершенно новых основания. Эта система получила название “hachimoji” ДНК, что в переводе с японского означает “восемь букв”.
Весьма маловероятно, что какая-нибудь форма внеземной жизни будет основана именно на принципах “hachimoji”, тем не менее, все это является доказательством, что “стандартная” для нас ДНК является далеко не единственно возможной жизненной основой. И это, в свою очередь, может подсказать астрономам, что их поиски внеземной жизни не должны ограничиваться только подобными Земле планетами.
Создание новой синтетической ДНК с восемью основаниями является далеко не первым разом, когда ученые пытались ввести в структуру ДНК дополнительные элементы. В 2010 году одна группа ученых создала синтетическую живую клетку с геномом, полностью рассчитанным на компьютере, которая даже была способна к саморепликации. А в 2017 году другие ученые успешно добавили два новых основания в геном бактерий вида E. Coli, которые стали первыми представителями полусинтетического вида жизни, и которые, приблизительно через месяц, начали вырабатывать белки неизвестных ранее типов.
Помимо расширения поля поисков внеземной жизни, создание биологических систем на базе Hachimoji-ДНК может стать основой для проведения целого ряда новых экспериментов в области синтетической биологии, которые могут принести нам новые виды лекарственных препаратов, новые биотехнологии и многое другое.