Los investigadores de IBN, el Dr. Ichiro Hirao y el Dr. Michiko Kimoto, sosteniendo un modelo inspirado en un rompecabezas de sus nuevas letras genéticas:Ds y Px, que pueden emparejarse para formar el tercer par de bases de ADN. Crédito:Agencia para la Ciencia, Tecnología e Investigación (A * STAR), Singapur
Al igual que las letras se unen para formar palabras, nuestro ADN también está unido por letras para codificar proteínas. El alfabeto genético contiene solo 4 letras naturales:A, C, G y T, que contienen el modelo para la producción de proteínas que hacen que nuestros cuerpos funcionen. Ahora, investigadores del Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología (IBN) de la Agencia para la Ciencia, Technology and Research (A * STAR) ha creado una tecnología de ADN con dos nuevas letras genéticas que podrían detectar mejor las enfermedades infecciosas, como el dengue y el zika.
La tecnología de expansión del alfabeto genético es la introducción de pares de bases artificiales en el ADN. Las cuatro letras genéticas existentes están unidas naturalmente en pares de bases de A-T y G-C. Estas formaciones de pares de bases específicas son esenciales en la replicación del ADN, que ocurre en todos los organismos vivos. Es el proceso mediante el cual se duplica una molécula de ADN para producir dos moléculas idénticas.
"La expansión del alfabeto genético es un logro científico significativo. Ofrece información sobre el mecanismo de replicación natural del ADN, lo que nos ayudará a diseñar tecnologías y moléculas de ADN únicas. Por ejemplo, nuestra tecnología se puede utilizar para crear nuevos agentes terapéuticos y de diagnóstico con una eficacia superior, ", dijo la profesora Jackie Y. Ying, directora ejecutiva de IBN.
En 2009, El líder del equipo de IBN y científico investigador principal, el Dr. Ichiro Hirao, y el científico investigador principal de IBN, la Dra. Michiko Kimoto, crearon dos nuevas letras genéticas:Ds y Px, que se combinan específicamente entre sí para formar un par de bases artificiales que podría funcionar como un tercer par de bases de ADN. Sin embargo, la estructura molecular del nuevo par de bases nunca se había determinado hasta que colaboraron recientemente con el profesor Andrea Marx de la Universidad de Konstanz en Alemania en el análisis estructural de su nuevo par de bases.
IBN está desarrollando un kit de diagnóstico utilizando el nuevo par de bases de ADN (Ds-Px) para mejorar la detección del dengue y el Zika. Crédito:Agencia para la Ciencia, Tecnología e Investigación (A * STAR), Singapur
Usando cristalografía de rayos X, los investigadores descubrieron la estructura molecular 3-D del par de bases Ds-Px durante la replicación del ADN mediante el análisis de la difracción de rayos X a través de un cristal. Descubrieron que la estructura del nuevo par de bases artificiales era sorprendentemente similar a un par de bases naturales.
El Dr. Hirao dijo:"La inspiración para el diseño de nuestro nuevo par de bases de ADN provino de los rompecabezas, donde las formas complementarias encajan para formar el par específico. Sin embargo, nuestro concepto sólo había sido una hipótesis hasta ahora. No conocíamos la estructura molecular real de nuestro par Ds-Px durante la replicación del ADN hasta el reciente estudio con nuestros colaboradores en la Universidad de Konstanz. Confirmaron que vamos en la dirección correcta, lo que nos permitiría crear componentes biológicos que pueden mejorar las funciones naturales del ADN ".
Usando esta tecnología de expansión del alfabeto genético, IBN está desarrollando aptámeros de ADN, que son moléculas de ADN modificadas que pueden unirse a objetivos moleculares en el cuerpo. El equipo planea lanzar un kit de prueba con estos aptámeros de ADN para detectar enfermedades infecciosas. como el dengue y el zika, en los próximos dos años.
Este hallazgo se publicó recientemente en la edición de septiembre de 2017 de la revista Edición internacional Angewandte Chemie como historia de portada.
