Ученые из Техасского университета в Остине смогли создать искусственный фермент, дающий возможность точно копировать генетическую информацию. Чтобы достигнуть поставленной цели биологам пришлось применить метод направленной эволюции. Геном вирусов, которые принадлежат к семейству ретровирусов, состоит не из ДНК, а из РНК. В случае обратной транскрипции РНК выполняет роль так называемого шаблона для создания комплементарной цепи ДНК, после чего последняя, будет выстраиваться в геном хозяйской клетки. Учитывая то, что данный процесс, во многих случаях, сопровождается большим количеством ошибок, ни один вирус не в состоянии в точности скопировать свой генетический материал. Именно поэтому, к примеру, ВИЧ достаточно быстро мутирует, что в свою очередь серьезно затрудняет лечение.
Обезвреженные ретровирусы достаточно широко применяются в генной инженерии и ошибки при копировании генома становятся большой проблемой для биологов, внедряющих гены в клеточные культуры. В целях поиска решения вышеупомянутой проблемы был разработан специальный фермент, который не только выполняет обратную транскрипцию, а и проверяет полученный результат.
Что же касается самого фермента, то он являет собой модифицированную РНК-зависимую ДНК-полимеразу, которая была подвергнута направленному эволюционному процессу. Новая молекула была названа ксенополимеразой обратной транскрипции. Гены полимераз были изначально выделены из организма архей и принадлежали к семейству бета-ДНК-полимераз, содержащих в себе молекулярный модуль. Этот модуль в состоянии производить проверку качества копирования. Благодаря некоторым генетическим отличиям кодируемые ферменты с разной эффективностью выполняли свою работу.
Чтобы воспроизвести естественный отбор, биологи заставили полимеразы самокопироваться. А уже через некоторое время наибольшего распространения достигли только те молекулы, которые в точности себя смогли скопировать.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение