Методики синтеза искусственной ДНК остаются практически неизменными начиная с 80-х годов прошлого века. Ученые до сих пор присоединяют нуклеотидные основания по одному, хотя сегодня этот процесс в значительной степени автоматизирован. Как отмечает Science Magazine, подход не идеален: например, он не позволяет создавать фрагменты длинее 300 «букв». Снять это ограничение должен ферментативный синтез с использованием белков полимераз. — над такой технологией работает копания DNA Script.
Большинство из таких белков подбирают генетические «буквы» на основе шаблона и не подходят для производства искусственной ДНК. Поэтому ученые работают с так называемой терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой (ТДТ) — полимеразой иммунных клеток. Этот фермент способен производить ДНК без матрицы, прикрепляя к растущей нити случайные нуклеотиды.
Чтобы заставить ТДТ синтезировать необходимую последовательность, французские исследователи снабжают каждое нуклеотидное основание защитной группой, которая не дает ферменту нарастить большей одной «буквы» за раз. После удаления защиты цикл повторяется.
Присоединение каждого нуклеотида занимает всего около пяти минут и происходит с точностью 99,5%. Для сравнения, стандартным химическим методикам для этого требуется до 10 минут. Кроме того, использование ТДТ позволяет создавать фрагменты длиной до 150 нуклеотидов. Предыдущий рекорд длины для ферментативного синтеза втрое скромнее.
В компании DNA Script надеются усовершенствовать методику и довести длину искусственных генетических фрагментов до 1000 оснований. А к 2020 году стартап намерен начать продажу автоматических синтезаторов ДНК.
По мнению экспертов, новый подход обеспечит экспоненциальный рост генетических технологий. Специалисты по синтетической биологии смогут быстрее синтезировать новые гены для производства новых химических веществ и лекарств. Кроме того, можно будет наладить хранение данных на ДНК.
Массовое хранение информации на ДНК пока не началось, однако некоторые компании уже задумываются о том, где хранить собранные данные. В фонде Arch Mission уверены, что лучше всего делать это вне Земли. Первое хранилище данных должно появиться на Луне уже к 2020 году.
