Un groupe de scientifiques américains a créé une molécule synthétique d'acide désoxyribonucléique, qui comprenait quatre nouvelles bases azotées en plus des quatre déjà existantes. L'ADN «Hachimoji» (ADN à huit lettres) est capable de former une double hélice et transcrit en molécules d'ARN, c'est-à-dire qu'il peut potentiellement transporter des informations génétiques. Un article sur l'étude a été publié dans la revue Science.
Les experts ont synthétisé les nucléotides («éléments constitutifs» de l'ADN) P, B, Z et S, qui contiennent des bases azotées, similaires aux purines et pyrimidines de l'ADN ordinaire. Des liaisons hydrogène se forment entre les purines et les pyrimidines, qui sont nécessaires à la formation des paires de bases qui composent le double brin d'ADN. Ainsi, S (pyrimidine) se lie à B (purine) et P (triazine) se lie à Z (pyridine) selon le principe de complémentarité, de la même manière que l'adénine se lie à la thymine et la cytosine à la guanine dans l'ADN ordinaire à quatre lettres.
Il a été confirmé que l'ADN «hachimoji» répond aux exigences de base pour assurer l'évolution darwinienne, y compris la stabilité thermodynamique prévisible, quelle que soit la séquence nucléotidique. Par exemple, le remplacement d'une paire de bases synthétiques par une autre paire ne conduira pas à la perte des propriétés cristallines, c'est-à-dire que des mutations peuvent se produire dans l'ADN qui ne privent pas l'acide désoxyribonucléique à huit lettres de la capacité de transporter des informations génétiques et, en théorie, de les transmettre par héritage.
Les scientifiques ont également réussi à transcrire de l'ADN «hachimoji», c'est-à-dire à l'utiliser comme modèle pour la synthèse de molécules d'ARN hachimoji. Dans un premier temps, les chercheurs ont testé l'enzyme nécessaire à cela - l'ARN polymérase, isolée du virus du bactériophage T7 et capable de sélectionner chaque nucléotide de la chaîne d'ADN correspondant au principe de complémentarité du ribonucléotide («blocs de construction» de l'ARN).
Il s'est avéré que ce type de polymérase n'est pas capable de fixer uniquement le ribonucléotide S, correspondant au nucléotide B, à la chaîne croissante de l'ARN hachimodji. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont trié plusieurs variantes de polymérase mutante et ont découvert que l'un d'entre eux - la polymérase FAL avec trois substitutions d'acides aminés - est capable de fonctionner avec les quatre nouvelles «lettres». Cela a permis aux chercheurs de construire l'aptamère fluorescent Spinach à partir d'ARN Hachimoji, une molécule courte qui peut se lier à la molécule DFHBI, la faisant émettre de la lumière verte.
Selon les scientifiques, la création d'ADN à huit lettres peut être utile dans divers domaines de la biologie synthétique et élargit également la compréhension des structures biologiques possibles dans la vie extraterrestre.
