DNA 분자처럼 자기 복제가 가능한 인공 구조가 만들어졌습니다.

화학자들은 DNA 분자처럼 자가 복제가 가능한 인공 구조물을 개발했습니다. 과학자들은 물질이 자가 복제되는 시대가 멀지 않았다고 믿습니다. DNA 아이디어

DNA의 "구성 요소"인 뉴클레오타이드를 기반으로 하는 이 구성 요소들은 마치 글자처럼 작용하여 단어를 형성합니다. 하지만 DNA의 이중 나선 구조와는 달리, 이 인공 물질의 단일 요소는 7개의 염기로 이루어진 세 개의 평행한 뉴클레오타이드 사슬로 구성됩니다. 이 염기들은 나선 구조의 수직 조각 하나로 연결되어 있으며, 그 바깥쪽 표면에는 화학적 "열쇠"가 있습니다. 이 열쇠들은 사슬의 특정 부분에 어떤 분자가 부착될 수 있는지를 제어합니다.

이 시스템은 세 개의 단일 나선이 세 개의 DNA 이중 나선으로 연결된 다발로, 화학자들은 이를 BTX(세 개의 DNA 이중 나선을 포함하는 굽은 삼중 나선 분자)라고 불렀습니다. 과학자들은 이러한 조각들이 결합하여 긴 사슬을 형성할 수 있다고 설명합니다. 그리고 이론적으로 이 합성 물질의 고유한 구성 요소의 수는 제한되지 않습니다.

뉴욕 대학(미국)의 폴 체이킨이 이끄는 과학자 그룹은 두 조각과 그 보완적인 쌍둥이를 이용해 "퍼즐"을 만드는 발명품을 사용했습니다.

화학자들은 BTX 사슬들이 들어 있는 시험관에 조립 과정을 시작하는 물질을 첨가했습니다. 그 결과, "퍼즐"의 각 부분들은 서로 보완적으로 연결되었습니다. 즉, "열쇠 구멍"과 "열쇠"의 종류에 따라 서로 연결되었습니다.

화학자들은 첫 번째 단계에서 "퍼즐"의 한 구성 요소가 개시 물질의 자유단에 결합했다고 기술합니다. 그 후 연쇄 반응이 시작되어 다른 구성 요소들이 분자 "퍼즐"에 끌려들었습니다. 3세대까지

화학자들은 생성된 사슬을 이용하여 유사한 딸 분자를 얻었다. 모체 사슬과 딸 사슬의 혼합물을 수소 결합이 끊어지는 온도(약 40°C)까지 가열하여, 화학자들은 혼합물을 두 세대의 분자로 분리했다. 추가 분석 결과, 딸 사슬의 약 70%가 모체 분자의 구조를 완벽하게 반복하는 것으로 나타났다.

체이킨 팀은 모 분자의 다음 세대를 확보했습니다. 그러나 세 번째 세대에서는 복제 정확도가 크게 떨어졌습니다. 첫 번째 분자의 손자(descendants)인 "후손" 중 31%만이 원래 분자의 구조를 완전히 반복했습니다.

네이처에 게재된 이 논문의 저자들은 "퍼즐" 구성 요소의 화학적 특성을 변화시킴으로써 복제 과정마다 혼합물을 가열할 필요가 없어질 것이라고 생각합니다. 화학자들이 이 아이디어를 구현한다면, 인간의 개입 없이 복제할 수 있는 합성 시스템이 등장할 가능성이 높습니다.

"우리는 DNA와 RNA 분자만이 자기 복제가 가능하다는 것을 보여주었습니다. 이번 개발은 인공 자기 복제 물질을 만드는 첫걸음입니다."라고 발명자들은 결론지었습니다.

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