Hachimoji DNA

Hachimoji DNA (fra japansk 八文字 hachimoji = otte bogstaver) er et syntetisk DNA, der ud over de fire naturlige nukleinbaser i DNA (nemlig A, T, G og C) bruger yderligere fire syntetiske baser: P, Z, B og S.

En model af en stump naturligt DNA, der viser helixstrukturen

Den genetiske kode kan dermed fordobles til en “syntetisk” kode med otte bogstaver. Det nye syntetiske DNA har således fire forskellige basepar, to nye syntetiske basepar, PZ og BS, dannet af de nye syntetiske baser ud over de to normale par, AT og GC (se skemaerne).

Forsøg med det nye syntetiske DNA har vist at det kan transkripteres til hachimojo RNA med en modificeret polymerase, hvorved der kunne produceres en type katalytisk RNA (ribozym eller aptamer).

Fordelene ved en udvidet DNA-kode kunne omfatte lagring af stærkt komprimerede data, dvs. en forbedret genetisk kode, samt indsigt i livets generelle kemiske forudsætninger dvs. hvad man også kunne forvente af eventuelt udenjordisk liv. ^{[1][2][3][4][5]}

En anden fordel kunne være ved udvikling af nye lægemidler.^[6]

Base		Kemisk navn	Kemisk formel	SMILES	Kemisk struktur	ChemSpider	PubChem
P		2-Aminoimidazo[1,2a][1,3,5]triazin-4(1H)-one 2-amino-8-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-imidazo-[1,2a]-1,3,5-triazin-[8H]-4-one[1]	C5H5N5O	C1=CN2C(=O)NC(=NC2=N1)N		10205066	135600909
Z		6-Amino-5-nitropyridin-2-ol 6-amino-3-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-5-nitro-1H-pyridin-2-one[1]	C5H5N3O3	C1=CC(=O)NC(=C1[N+](=O)[O-])N		9357814	11182729
B		Isoguanine 6-amino-9[(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-4-hydroxy-5-(hydroxymethyl)-oxolan-2-yl]-1H-purin-2-one[1]	C5H5N5O	C1=NC2=NC(=O)NC(=C2N1)N		69351	76900
S	rS	Isocytosine	C4H5N3O	C1=CN=C(NC1=O)N		60309	66950
	dS	1-Methylcytosine 3-methyl-6-amino-5-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-pyrimidin-2-one[1]	C5H7N3O	CN1C=CC(=NC1=O)N		71474	79143

Baseparring.
Til venstre hachimoji DNA (dR = deoxyribose).
Til højre hachimoji RNA (R = ribose).
De naturlige baser er øverst.
De unaturlige syntetiske baser er nederst.
Hydrogenbindinger er stiplede grønne linier med acceptoratomet i rødt^[1]

Henvisninger

1. Hoshika S, Leal NA, Kim MJ, Kim MS, Karalkar NB, Kim HJ, et al. (februar 2019). "Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks". Science. 363 (6429): 884-887. doi:10.1126/science.aat0971. PMID 30792304.
2. American Association for the Advancement of Science (21. februar 2019). "Hachimoji – Expanding the genetic alphabet from four to eight". EurekAlert!. Hentet 22. februar 2019.
3. Brown D, Landau E (21. februar 2019). "Research creates DNA-like molecule to aid search for alien life". Phys.org. Hentet 22. februar 2019.
4. Dumé B (22. februar 2019). "Hachimoji DNA doubles the genetic code". Physics World. Hentet 22. februar 2019.
5. Zimmer C (21. februar 2019). "DNA Gets a New — and Bigger — Genetic Alphabet - DNA is spelled out with four letters, or bases. Researchers have now built a system with eight. It may hold clues to the potential for life elsewhere in the universe and could also expand our capacity to store digital data on Earth". The New York Times. Hentet 21. februar 2019.
6. A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information. Nature 2019