八文字DNA

✍ dations ◷ 2025-06-29 03:18:50 #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

  • Netscape Communicator网景通信家族(英语:Netscape Communicator)是由网景公司1997年所开发的网络包。整个包包含Netscape Navigator(网页浏览器)、Netscape Messenger(电子邮件客户端软件)、Netscape Co
  • 静止心率心率是指心脏跳动的频率,心脏每分钟跳动的次数。正常人平静时每分钟60到100次,运动时心跳会加速,心肺功能较好的运动员会比正常人的心跳要慢。心率受自主神经的控制,交感神经活
  • 55年噶拉多杰(Garab Dorje/Praharsha Vajra 极喜金刚)出生于古印度 邬金地区的达那郭夏洲。为此劫大圆满人间初祖,以“大圆满三要义”传世利众生。
  • 卡尔洛夫奇条约卡洛维茨条约(Treaty of Karlowitz)是在1699年,奥斯曼土耳其帝国在位于今天塞尔维亚境内的小城斯雷姆斯基卡尔洛夫奇(时称卡洛维茨)与欧洲各国之间签订的一份和平条约。此条约的
  • 光禄寺光禄寺是中国古代掌理膳食的官署。 光禄寺原称为光禄勋,由汉朝郎中令演变而来,统属宫廷宿卫及侍从等。至魏、晋仅存其名,北齐则易名为光禄寺,职责亦变为掌理皇室膳食。自此各代
  • 朗格拉普环礁朗格拉普环礁是太平洋由61个岛屿组成的环礁,属于拉利克礁链的一部分,是马绍尔群岛24个立法选区(legislative district)之一,总土地面积21平方公里,中央的潟湖面积2,600平方公里,199
  • SDLP社会民主工党(爱尔兰语:Páirtí Sóisialta Daonlathach an Lucht Oibre)是北爱尔兰的第三大党,也是属于社会党国际的社会民主党。该党是北爱两大亲爱尔兰政党之一,但与另一个亲
  • 雪松城雪松城(Cedar City)或翻译做锡达城或喜达尔市是在美国犹他州艾昂县的一个城市,位于15号州际公路盐湖城南方250英里之处。南犹他大学(Southern Utah University)位于该市,而犹他莎
  • 姚剧姚剧是一种滩簧类戏曲剧种,流行于中国浙江余姚,舞台语言采用余姚方言。姚剧起源于余姚滩簧,形成于18世纪中叶,19世纪中叶为其鼎盛时期。传统剧目有72出,多表现日常生活。目前唯一
  • 摩尔多瓦国家图书馆摩尔多瓦国家图书馆(罗马尼亚语:Biblioteca Naţională a Republicii Moldova)是摩尔多瓦的国家图书馆,于1832年8月22日建立于基希讷乌。 其藏书量超过300万,是国内最大的图书馆