Universidade da Califórnia - San Diego – Pesquisadores da Universidade da Califórnia - San Diego demonstraram que uma enzima vital para a biologia pode ler e transcrever um alfabeto genético sintético de 8 letras, dobrando o número de letras usadas por todas as formas de vida conhecidas.

A descoberta sugere que células podem usar sua própria maquinaria molecular para lidar com informações genéticas sintéticas. Isso representa um passo importante rumo ao objetivo de expandir o idioma do DNA além dos quatro letras naturais, permitindo que os cientistas engenheirem sistemas biológicos com novas funções.

Como as células leem um alfabeto genético de 8 letras?

A pesquisa focou-se na RNA polimerase, a enzima responsável por ler o DNA e produzir RNA – o primeiro passo na expressão gênica. Para observar como essa enzima lida com informações genéticas sintéticas, a equipe combinou experimentos bioquímicos com microscopia eletrônica de resolução criogênica capaz de revelar estruturas em escalas menores que a largura de um único átomo.

Os pesquisadores capturaram vistas detalhadas da RNA polimerase de bactérias E. coli ao reconhecer e incorporar duas pares de bases sintéticas. Essas letras genéticas artificiais não são encontradas na natureza.

As imagens mostraram que a RNA polimerase identifica as letras genéticas sintéticas usando sinais bioquímicos e estruturais similares aos utilizados para reconhecer pares de bases naturais. Isso explica por que a enzima pode copiar informações escritas usando um alfabeto genético expandido.

Sintéticos DNA podem habilitar novas tecnologias

A potencial aplicação vai além de entender como o DNA funciona. Pesquisas anteriores já usaram alfabetos genéticos expandidos para criar moléculas de DNA sintético capazes de reconhecer células cancerosas do fígado.

Mostrando em nível molecular como a RNA polimerase lê e transcreve letras genéticas não naturais, a nova pesquisa fornece uma base importante para tecnologias construídas em torno de códigos genéticos expandidos. Aplicações possíveis incluem novas ferramentas diagnósticas, terapêuticas e sistemas biológicos engenhados com capacidades que não ocorrem naturalmente.