八文字DNA

✍ dations ◷ 2025-06-08 08:38:39 #分子生物学,合成生物学,DNA

八文字DNA(英语:Hachimoji DNA,Hachimoji源自日语“八文字”的发音),是一种人工合成的核酸类似物,除含有四种天然DNA中含有的碱基腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)外,还含有另外四种天然DNA中不含有的碱基5-氮杂-7-脱氮鸟嘌呤(P)、6-氨基-5-硝基吡啶-2-酮(Z)、异鸟嘌呤(B)、1-甲基胞嘧啶(dS)。八文字DNA中的碱基配对除天然DNA的A-T和G-C外,还存在Z-P与dS-B两种配对方式。八文字DNA也存在对应形式的八文字RNA。

八文字DNA能存储比DNA更多的信息,对搜寻地外生命的研究也有推动作用。

天然存在的DNA是目前发现的所有细胞生物遗传信息的载体,由A、T、G、C四种碱基编码遗传信息。天然DNA的基本组成单元是核苷酸,通过3′,5′-磷酸二酯键组成骨架。两条核苷酸链之间通过互补碱基形成的氢键非共价结合,组成双螺旋结构。

八文字DNA中额外含有四个天然DNA中不存在的碱基P、Z、B、dS(在八文字RNA中记为rS(异胞嘧啶)),其中P与Z配对,B与S配对(在八文字RNA中配对是B与rS)。八文字DNA中的非天然碱基疏水性高于天然DNA,不过仍然可以形成与天然DNA相似的双螺旋结构。体外()实验表明,经过改造的T7 RNA聚合酶能将八文字DNA转录成对应的八文字RNA。

2-amino-8-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-imidazo--1,3,5-triazin--4-one

6-amino-3-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-5-nitro-1H-pyridin-2-one

6-amino-9-1H-purin-2-one

3-methyl-6-amino-5-(1′-b-D-2′-deoxyribofuranosyl)-pyrimidin-2-one

八文字DNA的合成证明了天然DNA中的四种碱基A、T、G、C并不是独一的,可以认为这一发现至少在理论层次表明使用新的DNA系统能创造新的生命形式是可行的。不过在现阶段,八文字DNA不具有自我维持的能力,八文字DNA目前只能在实验室中维持,这一过程需要只能通过实验室合成的八文字DNA特殊组成单元以及经过特殊改造的蛋白质。如果离开实验室环境,八文字DNA将无法继续存在。

八文字DNA的研究因可以扩大找寻宇宙中生命体时可能遇到的分子结构范围而得到NASA资助。NASA行星科学部门的洛瑞·格莱斯(英语:Lori Glaze)(Lori Glaze)认为,在NASA的行星科学任务中,找寻地外生命的任务越来越重要,关于八文字DNA的研究能促进更有效的设备和实验流程的开发,扩大我们对地外生命的找寻范围。八文字DNA研究团队的负责人史蒂文·本纳(英语:Steven Benner)说:“通过对八文字DNA的形态、大小以及结构的细致分析使我们对地外生命可能用于储存遗传信息的分子有了进一步的了解。”

研究人员同时认为,八文字DNA能应用于人的疾病诊断、DNA数据储存(英语:DNA_digital_data_storage)、DNA条形码、自组装奈米结构,以及使用非常见氨基酸构建蛋白质等领域,其中一部分技术已商业化。

相关

  • 命题命题(proposition),在现代哲学、逻辑学、语言学中是指一个判断(陈述 (逻辑))的语义(实际表达的概念),这个概念是可以被定义并观察的现象。命题不是指判断(陈述)本身。当相异判断(陈述)具
  • 胡说八道废话(Nonsense),即无意义的话。废话中的“废”,说文解字一书指屋顿,即破败的房屋,废话指的是一段在当时情况下对事情发展没有任何正面作用的谣言,又或者逻辑上矛盾的话。另外,亦指以
  • 仪礼《仪礼》为儒家十三经之一,内容记载着先秦的各种礼仪,其中以记载士大夫的礼仪为主。秦代以前篇目不详,汉代初期高堂生传《仪礼》十七篇。另有《古文仪礼》五十六篇,已经遗失。《
  • 熔化熔化是指物质由固态转变为液态的一个过程(又称熔解,其中冰的熔化又写作融化、融解)。固态物质中的内能增加(通常借由加热或加压)至一特定的温度(称之为熔点),在该温度下(或对于非纯物
  • 美国物理学会美国物理学会(英语:American Physical Society,APS)成立于1899年,是世界最大的物理学组织,发表十余种科学期刊,每年举办20多项科学会议,约有四万多会员。该学会亦是美国物理协会成员
  • 南方南是地球球面上四个基本方位之一,与北的方向相反,并与东和西垂直。 正南是指在地球球面上沿着经线指向南极的方向。现时地球的南极位于南极洲内。除了正南以外,还有以地球磁场
  • 国立健康研究院美国国立卫生研究院(英语:National Institutes of Health,缩写为NIH),隶属于美国卫生与公众服务部,是美国联邦政府中首要的生物医学研究机构。2006年的资料显示,此机构花费美国全国
  • 美,哲学概念,汉字“美”是由“羊”和“大”所组成的,由此而延伸出其它美的含义。但是各个时代或者民族对于美的定义是不同的。在甲骨文中,美写作戴羽毛头饰的妇女,与“每”同源,都
  • 吴子牛吴子牛(1952年10月31日-),四川乐山人,中国导演。凭借《晚钟》、《欢乐英雄》、《阴阳界》三部电影获第9届中国电影金鸡奖最佳导演奖。代表作《天下粮仓》、《热血忠魂之独行侍卫
  • 网络安全网络安全(英语:network security)包含网络设备安全、网络信息安全、网络软件安全。黑客通过基于网络的入侵来达到窃取敏感信息的目的,也有人以基于网络的攻击见长,被人收买通过网