Dünyanın ilk yapay genetik materyalden yapılan enzimleri, yapay yaşam üretme yolunda atılmış önemli bir adım olan bilim adamları tarafından yaratılmıştır. Doğal olarak oluşmayan enzimler, XNA adlı sentetik bir DNA formu kullanılarak üretildi ve laboratuvarda kimyasal reaksiyonları tetikleyebildi. Altı tür XNA molekülü gösteren önceki çalışmalara dayanarak elde edilen bulgular, genetik bilgiyi DNA ve RNA (DNA ile ilgili makaleye buradan ulaşabilirsiniz) ile aynı şekilde depolayabiliyor ve iletebiliyordu.
Daha önce Dünyadaki tüm yaşamın temelini oluşturan DNA ve RNA’nın, genetik materyali depolamanın tek yolu olduğu düşünülmüştü. Fakat şimdi Cambridge’deki sentetik biyologlar tarafından yapılan son araştırma, bu sentetik genetik materyalin, yaşam için gerekli olan biyokimyasal reaksiyonları katalize eden başka bir önemli biyolojik rolü de gerçekleştirebildiğini gösteriyor.
XNA Enzimi
Laboratuvar yapımı XNA’larını yapı taşları olarak kullanan ekip, doğal olarak meydana gelen enzimler gibi, küçük genetik malzeme parçalarını kesip birbirine bağlayabilen ‘XNAzymes’ adlı sentetik enzimler yaratabildi. Bu tür moleküllerin, yaşamın kendisini üretmesi için gereken en eski adımların bazılarını çoğaltmak için kullanılabileceğini ve hatta diğer gezegenlerde yaşamın nasıl olabileceğine dair ipuçları sağlayabileceğini öne sürüyor.
Yaşamın ilk önce kendisini kopyalayabilen ve reaksiyonları katalize edebilen bir RNA segmentinin evrimi ile başladığı düşünülmektedir. Eğer XNA da bunu yapabilirse, diğer gezegenlerde farklı yaşam formlarına yol açabilir veya yeni sentetik yaşam formları oluşturmak için kullanılabilir.
Bununla birlikte, Cambridge’deki MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’nın araştırmasına liderlik eden Dr. Philipp Holliger şunları söyledi: “Yaptığımız çalışma, doğanın moleküller yaşamı için gerekli olan katalitik süreçleri destekleyecek çeşitli olası alternatifler olduğunu öne sürüyor. .
2012 yılında Dr Holliger’in grubu, XNA olarak adlandırdıkları RNA ve DNA’yı oluşturan oligonükleotitlere altı alternatif molekül olduğunu gösterdi. Bunların bilgi depolayabileceğini ve hatta doğal seçilim yoluyla gelişebileceğini gösterdiler.
Nature dergisinde yayınlanan son araştırmalarında ekip, XNA’nın ipliklerinden dört farklı tipte sentetik enzim yarattı. Bu XNAzimler, bir test tüpünde bir polimerazın , RNA ipliklerini birlikte kesen ve birleştiren bir enzim rolünü üstlendi. Bunların canlı sentetik organizmalar oluşturmak için kullanılmasının bir süre önce olmasına rağmen Dr. Holliger, XNAzimlerin kanserler ve bazı viral enfeksiyonlar dahil olmak üzere çeşitli hastalıklar için yeni tedaviler geliştirmek için de faydalı olabileceğine inanmaktadır. Dr Holliger şunları ekledi: ‘XNA’larımız kimyasal olarak son derece sağlamdır ve doğada oluşmadıkları için vücudun doğal parçalayıcı enzimleri tarafından tanınmazlar. ‘Bu, hastalıkla ilgili RNA’ları bozabilecek uzun süreli tedaviler için onları çekici bir aday yapabilir.’
MRC Moleküler ve Hücresel Tıp Kurulu başkanı Profesör Patrick Maxwell : ‘Sentetik biyoloji, hastalıkları anlama ve tedavi etme şeklimizi değiştirmeyi vaat eden gerçekten şaşırtıcı bazı ilerlemeler sunuyor. Bu en son ilerleme, daha etkili ve daha uzun bir raf ömrüne sahip tamamen yeni bir tedavi sınıfı ve teşhis araçları için tasarımcı biyolojik parçalarını başlangıç noktası olarak kullanmanın titiz bir beklentisini sunuyor.’
“XNA’nın bu kısıtlamaları yerine getirip getiremeyeceği ve aynı zamanda faydalı fonksiyonlar sağlayıp sağlayamayacağı açık bir soru.”
