Ümumi bir bakteriya, metabolizmasında təbii olaraq meydana gəlməyən bir zülaldan istifadə etmək məcburiyyətində qaldı. Bunun mümkün olduğu ortaya çıxdı.
Zülallar, üzvlərinin sayı hələ də bilinməyən üzvi birləşmələr qrupudur. Çoxlarının olduğu yalnız aydındır. İndi beynəlxalq Protein Məlumat Bankı 120 min fərqli zülal haqqında məlumat ehtiva edir və onların sayı artmaqda davam edir. Bu "tikinti bloklarından" yalnız yüzdən ibarət bir molekulda 22 proteinogen amin turşusunun (və bu çox kiçik bir proteindir) təxminən 10 -da yerləşə biləcəyini xatırlasaq, bu təəccüblü deyil.130 müxtəlif kombinasiyalar. Buna ikincil, üçüncü və dördüncü quruluşlardakı mümkün "çəngəlləri" də əlavə edin - böyük bir dəniz əldə edirik. Düşünmək olar ki, bütün mümkün birləşmələrin, ən azı bir molekulun qurulması üçün Kainatda kifayət qədər maddə yoxdur və bəlkə də içərisində atomlardan daha çox zülal var. Vəhşi təbiətin bütün bu müxtəlifliyi deyil, yalnız çox kiçik bir hissəsini istifadə etdiyi aydındır.
Təbii bir obyekti təbiətdə olmayan zülalları istehsal etməyə və istifadə etməyə məcbur etsəniz nə olacaq? Bu sualı elmi maraq sahələrindən biri sintetik biologiya olan Princeton Universitetinin biokimyaçısı Michael Hecht soruşdu - müasir gen mühəndisliyindən istifadə edərək həyatın sıfırdan yaradılması.
Təcrübə üçün, barmaqları sıx sıxılmış dörd barmaqlı bir fırçanı xatırladan dörd sarmal dəstə şəklində bir molekul seçdi. Belə bir quruluş əldə etmək üçün Hecht, protein zəncirində təsadüfi olaraq seçilmiş hidrofob və hidrofilik amin turşularını xüsusi bir şəkildə təşkil etmişdir. İstədiyi "dizaynı" alana qədər proseduru dəfələrlə təkrarlayaraq sadə seçimlə etdi. Bu konsepsiya Hechtə 1,5 x 10 əldə etmək imkanı verdi6 mümkün yalançı təsadüfi protein molekullarının variantları.
Xəbərin qəhrəmanı E. coli bakteriyasıdır
Alınan zülallar üçün onları kodlayan DNT molekulları sintez edildi. Yeni zülalların bioloji funksionallığını sınamaq üçün, genlərdən biri və buna görə də kodlaşdırılmış protein olmayan E. coli bakteriyalarına DNT daxil edildi. Hər bir halda - ümumilikdə 80 gen ələ keçirildi - silinmiş genom parçası həyati bir fermentin (məsələn, serin amin turşusunun sintezində iştirak edən fosfoserin fosfatazanın və ya enterokelinesterazın) sintezindən məsuldur. bir bakteriya hüceyrəsində dəmirin assimilyasiyasından məsuldur). Təcrübənin məqsədi, enjekte edilmiş yalançı təsadüfi zülalın, çıxarılmış protein əvəzinə bakteriyanın həyatına qatılıb qatılmayacağını yoxlamaq idi.
Əksər hallarda bu gözlənilmədən baş vermədi. "Əldə etmənin" yararsız olduğu ortaya çıxdı və bakteriyalar öldü. Ancaq səksən gendən dördü üçün ən az bir yeni protein (və bir halda bir neçə yüz zülal) uyğun bir əvəz olduğu ortaya çıxdı. Daha doğrusu, demək olar ki, bir əvəz: heç biri "getdi" reaksiyasının yerinə eyni reaksiyaların katalizatoru olmadı. Bunun əvəzinə, qarışıq aktivliyi olan digər əlaqəli fermentlərin genlərinin ifadəsini artırdılar ki, əskik olan zülalın rolunu alsınlar.
2017 -ci ildə keçirdiyi son bir təcrübədə, Hecht, ferment rolunu oynayan və serin amin turşusu etmək üçün lazım olan kimyəvi reaksiyanı kataliz edən ən az bir yeni zülal kəşf etdi. Prinstonlu bir kimyaçı bu barədə 24-28 aprel tarixlərində Mesa (Arizona) şəhərində keçirilən Astrobiologiya Elmi Konfransında danışdı. Həyat, yalnız zülal olsa belə, düşündüyümüzdən daha müxtəlif ola bilər.
Bu kəşf, şübhəsiz ki, sintetik biologiya üzrə mütəxəssislərin alət dəstini genişləndirir. Bu baxımdan ortaya çıxan əsas problem, sintetik zülalların orqanizmdəki funksiyalarının proqnozlaşdırılmasıdır. Hecht mahiyyətcə kor idi, yalnız seçimləri sıralayırdı. Ancaq bu, günümüzün elmi üçün çox israfçılıqdır.