Assim como as letras são unidas para formar palavras, nosso DNA também é amarrado por letras para codificar proteínas. O alfabeto genético contém apenas 4 letras naturais - A, C, G e T, que mantêm o projeto para a produção de proteínas que fazem nosso corpo funcionar. Agora, pesquisadores do Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia (IBN) da Agência para a Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A * STAR) criaram uma tecnologia de DNA com duas novas letras genéticas que poderiam detectar melhor as doenças infecciosas, como dengue e zika.

A tecnologia de expansão do alfabeto genético é a introdução de pares de bases artificiais no DNA. As quatro letras genéticas existentes são naturalmente ligadas em pares de bases de A-T e G-C. Essas formações de pares de bases específicas são essenciais na replicação do DNA, que ocorre em todos os organismos vivos. É o processo pelo qual uma molécula de DNA é duplicada para produzir duas moléculas idênticas.

"A expansão do alfabeto genético é uma conquista científica significativa. Ela fornece informações sobre o mecanismo de replicação natural do DNA, que nos ajudará a projetar moléculas e tecnologias exclusivas de DNA. Por exemplo, nossa tecnologia pode ser usada para criar novos diagnósticos e agentes terapêuticos com eficácia superior, "disse o Diretor Executivo do IBN, Professor Jackie Y. Ying.

Em 2009, O líder da equipe do IBN e cientista de pesquisa principal, Dr. Ichiro Hirao, e a cientista de pesquisa sênior do IBN, Dra. Michiko Kimoto, criaram duas novas letras genéticas - Ds e Px, que se combinam especificamente entre si para formar um par de bases artificial que poderia funcionar como um terceiro par de bases de DNA. Contudo, a estrutura molecular do novo par de bases nunca havia sido determinada até que eles colaboraram recentemente com o professor Andrea Marx, da Universidade de Konstanz, na Alemanha, na análise estrutural de seu novo par de bases.

Usando cristalografia de raios-X, os pesquisadores descobriram a estrutura molecular 3-D do par de bases Ds-Px durante a replicação do DNA, analisando a difração de raios-X através de um cristal. Eles descobriram que a estrutura do novo par de bases artificiais era muito semelhante à de um par de bases naturais.

Dr. Hirao disse, "A inspiração para o design de nosso novo par de bases de DNA veio de quebra-cabeças, onde formas complementares se encaixam para formar o par específico. Contudo, nosso conceito tinha sido apenas uma hipótese até agora. Não sabíamos a estrutura molecular real de nosso par Ds-Px durante a replicação do DNA até o recente estudo com nossos colaboradores na Universidade de Konstanz. Eles confirmaram que estamos indo na direção certa, o que nos permitiria criar componentes biológicos que podem melhorar as funções naturais do DNA. "

Usando esta tecnologia de expansão do alfabeto genético, IBN está desenvolvendo aptâmeros de DNA, que são moléculas de DNA modificadas que podem se ligar a alvos moleculares no corpo. A equipe planeja lançar um kit de teste usando esses aptâmeros de DNA para detectar doenças infecciosas, como dengue e zika, nos próximos dois anos.

Esta descoberta foi publicada recentemente na edição de setembro de 2017 da revista Angewandte Chemie International Edition como a história de capa.