آنالوگ های اسید نوکلئیک مصنوعی به عنوان اسیدهای نوکلئیک زنو شناخته می شوند، که مناسب است زیرا “xeno” به معنای “بیگانه” یا “عجیب” است. تا به امروز، اکثر XNA ها فقط کمی عجیب بوده اند و فقط در یکی از عناصر ساختاری داربست اسید نوکلئیک اصلاح شده اند. اما XNA جدیدی ساخته شده است که در آن چندین بخش از داربست نوکلئوزیدی تغییر یافته است.
XNA جدید یک اسید نوکلئیک ترئوفورانوسیل (TNA) است که توسط دانشمندان دانشگاه کلن ساخته شده است. دانشمندان، دانشجوی دکترا هانا دپمایر و استاد شیمی استفانی کات-شور، دکترا، نیز یک جفت پایه جدید و اضافی ایجاد کردند.
جزئیات در ظاهر شد مجله انجمن شیمی آمریکا در مقاله ای با عنوان “گسترش افق فضای اسید نوکلئیک زنو: اسیدهای نوکلئیک تریوز با افزایش ذخیره اطلاعات”.
“[We combined] افزایش مقاومت نوکلئاز آلفا-l-ترئوفورانوسیل نوکلئیک اسید (TNA) و راندمان همانندسازی تقریباً طبیعی و وفاداری جفت باز آبگریز غیرطبیعی (UBP) TPT3:NaM … [to synthesize] تری فسفات های نوکلئوزیدی اصلاح شده جدید با الگوی اصلاح دوگانه،” دانشمندان نوشتند. ما ترکیب آنزیمی این بلوک‌های ساختمانی نوکلئوتیدی را توسط پلیمرازهای سازگار با XNA بررسی کردیم و سنتز آنزیمی موفق را تأیید کردیم. TPT3TNA اصلاح شده، در حالی که آماده سازی NaMTNA اصلاح شده چالش های بزرگ تری را به همراه داشت.
این کار می تواند به XNA های کاملا مصنوعی منجر شود که عملکردهای شیمیایی را افزایش می دهند. برای مثال، می‌توان XNAهایی ساخت که در برابر آنزیم‌های طبیعی غیرقابل نفوذ باشند. Kath-Schorr گفت: “اسید ترئوفورانوسیل نوکلئیک ما پایدارتر از DNA و RNA اسیدهای نوکلئیک طبیعی است که مزایای زیادی برای استفاده درمانی در آینده به همراه دارد.”
برای این مطالعه، دئوکسی ریبوز قند پنج کربنه، که ستون فقرات DNA را تشکیل می دهد، با یک قند چهار کربنه جایگزین شد. علاوه بر این، تعداد نوکلئوبازها از چهار به شش افزایش یافت.
قند تعویض شده چیزی است که به TNA اجازه می دهد تا از آنزیم های تخریب خود سلول فرار کند. تخریب یک مشکل در درمان های مبتنی بر اسید نوکلئیک بوده است، زیرا RNA تولید شده مصنوعی که به سلول وارد می شود به سرعت تجزیه می شود و اثر خود را از دست می دهد. ورود TNA به سلول هایی که شناسایی نشده باقی می مانند، اکنون می تواند این اثر را برای مدت طولانی تری حفظ کند.
دپمایر افزود: «جفت پایه غیرطبیعی داخلی گزینه‌های اتصال جایگزین را برای هدف قرار دادن مولکول‌ها در سلول فعال می‌کند». Kath-Schorr مطمئن است که چنین عملکردی می تواند به ویژه در توسعه آپتامرهای جدید، توالی های DNA یا RNA کوتاه، که می تواند برای کنترل هدفمند مکانیسم های سلولی استفاده شود، مفید باشد. TNA ها همچنین می توانند برای حمل و نقل هدفمند داروها به اندام های خاص بدن (ارسال هدفمند دارو) و همچنین در تشخیص استفاده شوند. آنها همچنین می توانند برای شناسایی پروتئین های ویروسی یا نشانگرهای زیستی مفید باشند.
دانشمندان در مقاله خود بیان کردند که اکتشاف آنها در فضای شیمیایی XNA به آنها این امکان را می دهد که با تغییراتی در بخش های متعدد داربست نوکلئوزیدی، انواع متفاوت تری ایجاد کنند. آنها نتیجه گرفتند: “این مطالعه اولین سنتز آنزیمی TNA با الفبای ژنتیکی توسعه یافته (exTNA) را نشان می دهد، که فرصت های امیدوارکننده ای را در درمان اسید نوکلئیک، به ویژه برای انتخاب و تکامل آپتامرهای مقاوم به هسته و میل ترکیبی بالا با افزایش می دهد. تنوع شیمیایی.”