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La vida tal y como la conocemos tiene su base en un ADN con 4 bloques de construcción (o letras): adenina (A), timina (T), guanina (G), citosina (C). Sin embargo, ahora un grupo de investigadores estadounidenses ha añadido cuatro bases de nucleótidos adicionales creando un ADN de 8 letras. Los resultados han sido publicados en Science.
La investigación financiada por NASA y dirigida por la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada en los EE. UU. ha creado este ADN artificial (llamado “hachimoji”, por la palabra japonesa para "ocho letras") con el fin de ampliar la receta genética de la naturaleza y estudiar cómo esta proteína guarda información.
"Al analizar cuidadosamente los roles de forma, tamaño y estructura en el ADN hachimoji, este trabajo amplía nuestra comprensión de los tipos de moléculas que podrían almacenar información en la vida extraterrestre en mundos extraños", dice el químico Steven Benner, quien el año pasado ya había logrado añadir 2 letras nuevas al ADN y hacerlo funcionar dentro de un organismo vivo.
Forzar los límites de la biología
Los científicos ya conocen la estabilidad y la funcionalidad del ADN "natural" en un rango de condiciones ambientales, y están separando lentamente los posibles escenarios que describen su evolución desde materiales orgánicos más simples hasta química viva.
No obstante, para realmente tener una idea de cómo podría evolucionar un sistema genético, se necesita probar los límites de su química subyacente. El ADN de Hachimoji permite eso. Los nuevos códigos (llamados P, B, Z y S) se basan en el mismo tipo de moléculas nitrogenadas que las existentes, categorizadas como purinas y pirimidinas; e igualmente, se unen con enlaces de hidrógeno para formar sus propios pares de bases: S con B y P con Z.
Sin embargo, a diferencia de los bloques naturales, estas nuevas "letras" introducen docenas de nuevos parámetros químicos a la estructura de doble hélice que pueden afectar la forma en que se cierran y giran. Al idear modelos que predicen la estabilidad de la molécula y luego observar las estructuras reales hechas de este ADN artificial, los investigadores están mejor equipados.
Los investigadores construyeron cientos de hélices hachimoji compuestas de diferentes configuraciones de bases naturales y sintéticas y luego las sometieron a una serie de condiciones para ver qué tan bien se mantenían. Encontraron que, si bien hubo algunas diferencias menores en el comportamiento de las nuevas letras, no había ninguna razón para creer que el ADN hachimoji no funcionaría bien como una plantilla de información que podría mutar y evolucionar.
Vida afuera y aplicaciones aquí
El equipo no solo mostró que sus letras sintéticas podían contribuir a nuevos códigos sin desintegrarse rápidamente, sino que las secuencias también se tradujeron en versiones de ARN sintético.
Por otro lado, un formato de ADN novedoso como este es un paso hacia la determinación de cómo se vería y cómo podría no ser la química viviente en cualquier parte del Universo. "La detección de vida es un objetivo cada vez más importante de las misiones de ciencia planetaria de la NASA, y este nuevo trabajo nos ayudará a desarrollar instrumentos y experimentos efectivos que ampliarán el alcance de lo que buscamos", dice la directora interina de la División de Ciencia Planetaria de la NASA, Lori Glaze.
Por otro lado, diseñar nuevas bases que puedan operar junto con nuestro propio ADN también tiene aplicaciones más terrenales, no solo como una forma de reprogramar la vida con una base de código diferente, sino en nuestro esfuerzo por construir nuevos tipos de nanoestructuras.