Laut Quantenbiologen der University of Surrey ist die Erschließung des Potenzials von im Labor hergestellter DNA, der sogenannten synthetischen DNA, der Schlüssel zu bahnbrechenden Fortschritten in mehreren Bereichen.
Im Gegensatz zu natürlich vorkommender DNA könnte synthetische DNA es Wissenschaftlern ermöglichen, neue Gene zu entwickeln oder bestehende zu verbessern und so die Tür zu transformativen Möglichkeiten in der Medizin und Biotechnologie zu öffnen. Synthetische DNA könnte auch die darwinistische Evolution unterstützen und den Weg für aufregende Fortschritte beim Verständnis genetischer Systeme ebnen.
In einer einzigartigen Studie untersuchten Quantenbiologen aus Surrey, wie sich Protonen in Hachimoji-DNA bewegen, einer synthetischen Form von DNA, die im natürlichen Leben noch nicht vorkommt.
Mit einer Methode namens Dichtefunktionaltheorie berechnete das Team aus Surrey die Geschwindigkeit des Protonentransfers und wie er von der Temperatur beeinflusst wird. Sie fanden heraus, dass der Protonentransfer in Hachimoji-DNA leichter erfolgt als in normaler DNA. Insbesondere ermöglichen bestimmte Basenpaare in der Hachimoji-DNA, dass sich Protonen 30 % schneller bewegen als in normaler DNA. Dies deutet darauf hin, dass Hachimoji-DNA im Vergleich zu normaler DNA möglicherweise ein höheres Mutationsrisiko aufweist.
Dr. Louie Slocombe, leitender Forscher des Projekts an der University of Surrey, kommentierte: „Die Erforschung der Hachimoji-DNA und ihrer besonderen Eigenschaften bietet spannende Perspektiven für die synthetische Biologie und genetische Forschung. Unsere Studie liefert unschätzbare Einblicke in die Dynamik des Protonentransfers innerhalb von Hachimoji.“ DNA, die Licht auf ihre möglichen Auswirkungen auf die Mutationsraten wirft.
„Dieses Wissen hat das Potenzial, künftige Fortschritte in der DNA-Technik voranzutreiben und unser Verständnis der genetischen Systeme hier auf unserem Planeten und darüber hinaus zu erweitern.“
Hachimoji-DNA ist synthetische DNA, die in einem Labor hergestellt wird und den genetischen Code über die üblichen vier Buchstaben (A, T, C, G) hinaus erweitert. Es enthält vier zusätzliche Bausteine (Z, P, S, B), die vielfältigere Möglichkeiten der genetischen Information ermöglichen und vor allem neue Wege in der Genforschung, der synthetischen Biologie und der Nanotechnologie eröffnen. Hachimoji-DNA gilt als vielversprechender Kandidat für die Manipulation von Organismen mit einzigartigen Fähigkeiten und für die Entwicklung innovativer Medikamente.
Dr. Marco Sacchi, Co-Autor der Studie von der University of Surrey, sagte: „Die University of Surrey engagiert sich weiterhin für bahnbrechende wissenschaftliche Forschung und die Förderung transformativer Entdeckungen. Die Untersuchung der Hachimoji-DNA ist ein Beispiel für die Exzellenz der Universität in der Quantenbiologie und das Potenzial.“ dieses neuen Forschungsgebiets, um die Feinheiten genetischer Systeme zu entschlüsseln und die Kraft innovativer Technologien zu nutzen.“
Mehr Informationen:
Harry Warman et al., Wie sich der Protonentransfer auf die Hachimoji-DNA auswirkt, RSC-Fortschritte (2023). DOI: 10.1039/D3RA00983A