1953 में, जब वैज्ञानिकों ने डीएनए की संरचना की विशेष रूप से पहचान की, तो यह एक स्मारकीय था, नोबेल-पुरस्कार-विजेता रहस्योद्घाटन: चार न्यूक्लियोटाइड, जिनमें से प्रत्येक में एक पत्र-लेबल वाला आधार था, एक डबल हेलिक्स संरचना में व्यवस्थित थे। ये चार आधार, या "पत्र, " रूप जोड़े: एडेनिन, ए, थाइमिन, टी, और साइटोसिन, सी, गुआनिन के साथ बांड, जी के साथ मेल खाते हैं। ये जोड़े अनिवार्य रूप से पृथ्वी पर जीवन के निर्माण खंड हैं; जिस तरह से जोड़े को व्यवस्थित किया जाता है वह प्रोटीन कैसे बनता है, इसके लिए आनुवंशिक निर्देश बनाता है, जो बदले में हर महत्वपूर्ण प्रक्रिया में मदद करता है जो हमें जीवित रखता है।
अब, शोधकर्ताओं के एक अंतःविषय टीम ने जर्नल साइंस में प्रकाशित एक नए अध्ययन के अनुसार, सिंथेटिक डीएनए का निर्माण किया है जो चार के बजाय आठ अक्षरों का उपयोग करता है। जापानी निर्मित शब्दों से "आठ" और अक्षर के लिए नई निर्मित संरचना को " हचीमोजी डीएनए" कहा जाता है। हचिमोजी डीएनए बनाना, जैसा कि कार्ल ज़िमर ने द न्यूयॉर्क टाइम्स में लिखा है, "समूह के लिए एक रासायनिक टूर-डे-फोर्स"। फाउंडेशन फॉर एप्लाइड मॉलिक्यूलर इवोल्यूशन के एक सिंथेटिक जीवविज्ञानी स्टीवन बेनर के नेतृत्व में। अग्रिम चिकित्सा अनुसंधान और डेटा भंडारण सहित कई क्षेत्रों में नई संभावनाएं प्रदान करता है।
सिंथेटिक डीएनए एक प्रयोगशाला में खरोंच से बनाया गया है। कस्टम-प्रोग्राम डीएनए निर्देश दे सकता है जो प्रकृति में नहीं हो सकता है। अभी, सिंथेटिक डीएनए - ठेठ चार आधारों का उपयोग करते हुए - उपन्यास प्रयोजनों के लिए इंजीनियर किया गया है, जैसे कि इत्र के लिए नए scents बनाना, लेकिन संभावित चिकित्सा अनुप्रयोग भी हैं, जैसे कि एक एंजाइम का निर्माण जो लस को तोड़ सकता है और सीलिएक रोग का इलाज कर सकता है।
"Hachimoji DNA" दो नए जोड़े जोड़ता है- P और Z, फिर B और S- मिश्रण में। पिछले काम ने छह-बेस सिंथेटिक डीएनए संरचनाओं के विभिन्न संस्करण बनाए हैं। आठ-आधार डीएनए नाटकीय रूप से तीन-अक्षर संयोजनों की संभावित संख्या, या कोडन का विस्तार करता है, जिसे डीएनए स्टोर कर सकता है।
वायर्ड की मेगन मोल्तेनी बताती हैं:
“एक चार-अक्षर वाली वर्णमाला आपको 64 संभावित कोडन देती है, जो 20 अमीनो एसिड, प्रोटीन के निर्माण ब्लॉकों का उत्पादन करती है। छह अक्षर आपको 256 कोडन तक ले जाते हैं; आठ इसे 4, 096 बनाता है। ”
मैथ्यू वॉरेन नेचर के लिए रिपोर्ट करते हुए, बेस पेयर को जोड़ने के ज्यादातर पिछले प्रयास अस्थिर थे, क्योंकि वे अपने ठिकानों पर पानी से फैलने वाले अणुओं का इस्तेमाल करते थे। नए सिंथेटिक जोड़े को प्राकृतिक जोड़े के बीच निचोड़ा जा सकता है, लेकिन एक पंक्ति में नहीं रखा जा सकता है। हचिमोजी डीएनए, हालांकि हाइड्रोजन बांड का उपयोग करता है - जैसे स्वाभाविक रूप से होने वाले डीएनए - संरचनात्मक अखंडता को जोड़ना।
प्रकृति में, डीएनए में प्रोटीन बनाने के निर्देश होते हैं। उस प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण कदम आरएनए की दर्पण-छवि स्ट्रैंड बना रहा है। अन्यथा, डीएनए में संग्रहीत जानकारी अप्रयुक्त रहती है, एक नुस्खा की तरह जो कभी पकाया नहीं जाता है। आप किसी भी नए बनाए गए जीन के प्रभाव का निरीक्षण नहीं कर पाएंगे, अकेले विकास को देखते हैं। टेक्सास विश्वविद्यालय में एक विकास अभियंता एंड्रयू एलिंगटन के सह-लेखक अध्ययन ने एक एंजाइम को संश्लेषित किया जो कि हचिमोजी डीएनए (नए अक्षरों सहित) को पढ़ सकता है और एक संबंधित आरएनए स्ट्रैंड बना सकता है। आरएनए ने डिजाइन के रूप में काम किया, वायर्ड की मेगन मोलेंटी ने रिपोर्ट की: कुछ ने एक हरे रंग की फ्लोरोसेंट चमक पैदा की, जबकि अन्य पेट्री डिश में लिवर ट्यूमर या स्तन कैंसर की कोशिकाओं से बंधे थे।
Hachimoji DNA की अपग्रेडेड स्टोरेज क्षमता का मतलब है कि हम सुपर-ड्यूरेबल, माइक्रोस्कोपिक कंप्यूटर चिप जैसी सूचनाओं को संग्रहित करने के लिए आठ अक्षर के DNA का उपयोग कर सकते हैं। जैसा कि एड योंग नेशनल ज्योग्राफिक में बताते हैं, शोधकर्ता एक कुंजी बना सकते हैं जो कंप्यूटर की भाषा से जानकारी का अनुवाद करता है - द्विआधारी 1 का और 0-के डीएनए वर्णमाला के अक्षरों में। डीएनए लंबे समय तक रहता है और हार्ड ड्राइव की तुलना में बहुत कम जगह लेता है, और शोधकर्ताओं ने एक पूर्ण कंप्यूटर ऑपरेटिंग सिस्टम और एक पूरी फिल्म को सामान्य, चार-अक्षर डीएनए में सफलतापूर्वक संग्रहीत किया है।
इस खोज से एक जैविक चतुर्थांश का जवाब देने में भी मदद मिलती है: क्या इस ग्रह पर उपयोग किए जाने वाले चार न्यूक्लियोटाइड ठिकानों के अलावा अन्य इमारत ब्लॉकों का उपयोग करके जीवन मौजूद हो सकता है? सिंथेटिक जीवविज्ञानी फ्लॉयड रोम्सबर्ग ने नेचर को बताया कि नया शोध "एक वैचारिक सफलता है।"
रोमेसबर्ग ने वायर्ड के साथ एक साक्षात्कार में कहा, "लंबे समय से, हमारे पास संकेत थे कि जीवन जी, ए, टी, सी से विकसित हुआ है, न कि वे बिल्कुल सही कच्चे माल थे, बल्कि इसलिए कि वे बस उपलब्ध थे।" उस संदेह की पुष्टि करने वाला पहला।
नासा, अध्ययन को वित्त पोषित करने वाले संगठनों में से एक, ने एक प्रेस विज्ञप्ति में घोषणा की कि हचिमोजी डीएनए अनुसंधान अन्य ग्रहों पर जीवन के लिए अपनी खोज को सूचित करेगा, क्योंकि खोज से पता चलता है कि पृथ्वी पर जीवन के लिए समान इमारत ब्लॉकों का उपयोग नहीं हो सकता है।
लेकिन क्या वैज्ञानिकों ने पृथ्वी पर जीवन का एक नया प्रकार बनाया है? नहीं, डिस्कवर के अनुसार। जबकि हचीमोजी डीएनए जीवन के लिए सभी संरचनात्मक आवश्यकताओं को पूरा करता है, यह सावधानीपूर्वक कैलिब्रेटेड लैब वातावरण के बाहर खुद को बनाए नहीं रख सकता है।
