科学者たちが遺伝子情報を運ぶ人工キャリアを作った

遺伝情報の天然の担い手であるDNAとRNAに代わるものとして、遺伝情報を伝達する能力を持つ異種核酸（実験室で合成される）があります。これらは「指向性進化」を用いて、生物学的に有用な様々な形態に変換され、バイオセンサーとして利用することができます。

米国、英国、ベルギー、デンマークの国際研究者グループが、RNAとDNAの代替として機能する可能性のある分子を合成したというニュースをサイエンス誌に発表した。

そのような代替手段が存在するかどうかという問いは、科学界において長年にわたり多くの研究と激しい議論の的となってきました。本研究の著者の一人は、生合成研究所（南アリゾナ大学）の科学者、ジョン・チャパット氏です。

彼はつい最近、これらの代替物質の 1 つとしてトレオース核酸 (トレオースは化学式 C4H8O4 の単糖の 1 つ) を挙げました。

彼は現在、より一般的な問題である異種核酸（XNA）、つまりRNAやDNAと同じように遺伝情報を保存および伝達できるものの自然界には存在しない分子である外来核酸について研究しているヨーロッパのグループの一員として、独自の実験の開発を続けています。

今回初めて、この研究グループは自らが開発した6種類の「非天然」核酸ポリマーのセットを実証した。

特派員が真っ先に思い浮かべる、それらを基にした異星生物の創造は、いまだにあまりにも空想的で不可能であり、もちろん研究者たちはそれを評価すらしていない。

科学者たちは、XNAの現在の成果に満足していました。しかし、XNAの1つは「指向性進化」を用いて、生物学的に有用なあらゆる形態へと変化させることができることが判明しました。

こうして、研究室では、いわゆる核酸アプタマーと呼ばれる、特定の化合物の出現に反応する特殊な化学センサーが開発されました。従来の遺伝学では、例えばDNAの欠陥を探したり、対応する遺伝子を不活性化することで、対応する化合物の出現に反応したりするために用いられます。研究グループが開発した異種アプタマーは、同様の遺伝学的作用に関与するだけでなく、抗体のように作用し、最適な分子を最高の効率で見つけて結合することができます。

ジョン・チャパット氏は、外来の DNA や RNA を破壊するように設定された天然の酵素ガードはそれらを感知しないため、XNA を使用すると、天然のものよりさらに効率的に機能する新しいタイプの診断法や新しい異種バイオセンサーを作成できると認めています。

実験異物生物学は、この研究によって始まった新しい科学であり、チェペット氏によれば、将来的にはこれまでになかった治療法を生み出すことが可能になるだろう。

異種核酸に関するこの研究は、何十年もの間すべての遺伝学者を悩ませてきたもう1つの興味深い疑問、「DNAとRNAは地球上でどのように発生したのか」に対する答えとなる可能性があります。

前世紀末、科学者たちはDNAが比較的複雑性の低いRNAの後に発生した可能性が高いことを発見しましたが、やはり最も複雑な分子であるRNAが自然界でどのように生成されたのかは解明されていませんでした。RNA研究の世界的権威であるアカデミー会員A・スピリン氏は、この問題に2年間を費やし、ランダムなRNA合成が宇宙全体の寿命よりもはるかに長い時間内に発生した可能性があることを解明したと述べています。この出来事の確率は、猿が「戦争と平和」を書く確率よりもはるかに低いのです。

ある理論によれば、RNA 分子の前には、さらに単純な分子であるプレ RNA が存在したとされています。しかし、この理論には多くの矛盾点があり、プレ RNA と RNA の間に別の媒介物、つまり異種核酸が存在したと想像すれば、それらの矛盾点は解消されます。

チェペット氏によれば、この中間体は間違いなく彼の愛するトレオース核酸 (TNA) である可能性がある。

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