कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो (UC San Diego) और सहयोगी संस्थानों के वैज्ञानिकों ने प्रदर्शित किया है कि Escherichia coli (E. coli) का RNA polymerase एक कृत्रिम आठ-अक्षरी आनुवंशिक वर्णमाला (Hachimoji DNA) को पढ़कर उसका RNA में transcription कर सकता है।

यह अध्ययन 2 सितंबर 2026 को Nature Communications में प्रकाशित हुआ। अध्ययन का नेतृत्व Dong Wang ने किया।

Hachimoji DNA क्या है?

सामान्य DNA में आनुवंशिक सूचना चार nitrogenous bases के माध्यम से संग्रहित होती है:

• A — Adenine
• T — Thymine
• C — Cytosine
• G — Guanine

Hachimoji DNA इस genetic alphabet में चार कृत्रिम bases जोड़ता है:

• P
• Z
• B
• S

इस प्रकार कुल 8 genetic letters हो जाते हैं। जापानी भाषा में “Hachimoji” का अर्थ “आठ अक्षर” है।

इस प्रणाली में प्रमुख artificial base pairs P और B हैं। इनका डिजाइन इस तरह किया गया है कि वे DNA में प्राकृतिक base pairs की तरह Watson–Crick जैसी ज्यामिति अपना सकें।

RNA polymerase की भूमिका

RNA polymerase वह प्रमुख enzyme है जो transcription के दौरान DNA template की सूचना को RNA में कॉपी करता है।

अध्ययन में E. coli RNA polymerase ने Hachimoji DNA में मौजूद artificial bases को पहचानकर उनके अनुरूप RNA building blocks को शामिल किया। शोधकर्ताओं ने पाया कि P और B दोनों artificial base pairs transcription के दौरान काम कर सकते हैं।

इससे यह पता चलता है कि cellular RNA polymerase केवल प्राकृतिक चार-अक्षरी genetic system तक ही सीमित नहीं है।

शोध में Cryo-EM का उपयोग

शोधकर्ताओं ने high-resolution cryo-electron microscopy (cryo-EM) तथा biochemical experiments की सहायता से RNA polymerase और artificial bases के बीच interaction का अध्ययन किया।

P तथा P* से जुड़े RNA polymerase complexes की cryo-EM structures लगभग 2.42–2.75 Å resolution पर निर्धारित की गईं। इन structures से पता चला कि artificial base pairs enzyme के active site में प्राकृतिक base pairs के समान geometry अपना सकते हैं।

एक महत्वपूर्ण चुनौती: Z base

P system में एक प्रमुख समस्या Z base का guanine (G) के साथ गलत pairing (mispairing) करना है।

इसे कम करने के लिए वैज्ञानिकों ने Z* नामक modified analogue विकसित किया। इसमें Z के nitro group को carboxamide group से बदला गया, जिससे unwanted G pairing को कम करने में मदद मिली।

इसका महत्व क्या है?

यह उपलब्धि Synthetic Biology के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि genetic alphabet को चार से बढ़ाकर आठ letters करने से nucleic acids में chemical diversity बढ़ सकती है।

भविष्य में ऐसी expanded genetic systems का उपयोग:

• नए प्रकार के functional RNA molecules बनाने,
• नए aptamers विकसित करने,
• molecular recognition की क्षमता बढ़ाने,
• तथा synthetic biology में नए genetic systems विकसित करने

के लिए किया जा सकता है।

हालांकि, यह आठ-अक्षरी जीव के निर्माण का प्रमाण नहीं है। वर्तमान अध्ययन मुख्य रूप से transcription machinery द्वारा Hachimoji genetic alphabet को पहचानने और transcribe करने की क्षमता को प्रदर्शित करता है। Hachimoji codons का पूर्ण रूप से protein translation में उपयोग अभी आगे का लक्ष्य है।

परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण तथ्य

बिंदु	तथ्य
अध्ययन प्रकाशित	2 सितंबर 2026
Journal	Nature Communications
मुख्य शोधकर्ता	Dong Wang
जीवाणु	Escherichia coli
Genetic system	Hachimoji DNA
कुल genetic letters	8
प्राकृतिक bases	A, T, C, G
कृत्रिम bases	P, Z, B, S
प्रमुख artificial base pairs	P और B
प्रमुख enzyme	RNA polymerase
प्रमुख structural technique	Cryo-electron microscopy (cryo-EM)
क्षेत्र	Synthetic Biology / Molecular Biology