ДНК превратили в инструмент для создания лекарств

Исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) обнаружили новый способ использования дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Помимо переноса генетической информации, ДНК может служить инструментом для более эффективного создания лекарств. Специфические участки ДНК, известные как фосфаты, действуют как крошечные «руки», которые направляют химические реакции для формирования правильной зеркальной версии соединения.

Многие лекарства являются хиральными, то есть существуют в двух зеркальных формах — подобно паре рук — которые могут по-разному вести себя внутри организма. Одна версия может эффективно лечить заболевание, в то время как другая может приносить мало пользы или даже причинять вред. Производство только желаемой формы является серьёзной проблемой в разработке лекарств, но новый метод с направлением от ДНК может сделать этот процесс чище, проще и более экологически устойчивым.

ДНК и белки естественным образом притягиваются друг к другу в живых клетках, потому что фосфатные группы ДНК несут отрицательный заряд, в то время как многие аминокислоты положительно заряжены. Команда NUS под руководством доцента Чжу Жу-И с химического факультета задалась вопросом, может ли этот же тип притяжения помочь контролировать химические реакции в лаборатории. Их целью было выяснить, может ли ДНК направлять молекулы для реакции определённым, предсказуемым образом.

Исследователи обнаружили, что определённые фосфатные группы в ДНК могут притягивать положительно заряженные молекулы во время химической реакции, помогая им правильно выстраиваться — подобно тому, как магнит направляет металлический шарик на место. Этот процесс, известный как «ионное спаривание», удерживает реагирующие молекулы близко друг к другу и правильно ориентированными для получения единственного желаемого зеркального продукта. Команда показала, что этот направляющий эффект работает в нескольких различных химических реакциях.

Чтобы точно определить, какие фосфаты отвечают за эту направляющую способность, команда создала новый экспериментальный подход под названием «PS-сканирование». Они систематически заменяли отдельные фосфатные участки в ДНК почти идентичными заменителями и повторяли свои тесты. Когда замена фосфата снижала селективность реакции, это показывало, что исходный участок играл критически важную роль. Чтобы подтвердить свои выводы, они сотрудничали с профессором Чжан Синлуном из Китайского университета Гонконга, который использовал компьютерное моделирование для проверки экспериментальных результатов.

Работа была опубликована в журнале Nature Catalysis 31 октября 2025 года.

Доцент Чжу объяснил: «Природа никогда не использует фосфаты ДНК в качестве катализаторов, но мы показали, что при правильном проектировании они могут действовать как искусственные ферменты».

«Природа никогда не использует фосфаты ДНК в качестве катализаторов, но мы показали, что при правильном проектировании они могут действовать как искусственные ферменты»

Он добавил, что это открытие может сделать химическое производство как более устойчивым, так и более эффективным, особенно при производстве сложных, дорогостоящих фармацевтических препаратов.

Команда планирует продолжить изучение того, как фосфаты ДНК могут быть использованы для проектирования и производства хиральных (зеркальных) соединений для разработки лекарств следующего поколения.

ИИ: Это исследование открывает захватывающие перспективы для «зелёной» химии и фармацевтики. Использование ДНК в качестве естественного и биосовместимого катализатора может значительно упростить и удешевить производство сложных лекарств, делая их более доступными. В 2025 году, когда устойчивые технологии становятся приоритетом, такие инновации особенно ценны.