Philipp Holliger en collega’s van de universiteit van Cambridge (VK) hebben een niet-natuurlijke ‘DNA’-streng gemaakt, waarbij de basen dezelfde zijn, maar de suikers anders dan bij DNA. Het bleek de onderzoekers ook dat die XNA-moleculen (waarbij de X staat voor xeno, Grieks voor vreemd) kunnen fungeren als enzymen, stoffen die reacties versnellen en/of mogelijk maken. Een theorie over het ontstaan van leven stelt dat de voorlopers van DNA en RNA zowel informatie konden opslaan als ook konden fungeren als enzymen. Zal het raadsel over het ontstaan van het leven ooit ontraadseld worden? Holliger: “Ons werk toont aan dat RNA en DNA niet beslist noodzakelijk zijn voor leven.”
Ze hadden al eerder XNA’s gemaak. DNA is opgebouwd uit bouwstenen, zogeheten nucleotiden, die bestaan uit een base (de aminozuren uracil, guanine, adenine en cytosine), een suikermolecuul  (deoxyribose in DNA en ribose in RNA) en een fosfaatgroep. Bij het ‘DNA’ van Holliger is het suikermolecuul vervangen door een ander type suiker of zelfs niet-suikers. De onderzoekers lieten zien dat dat vreemde ‘DNA’ niet alleen in staat was informatie op te slaan om enzymen te kunnen produceren, maar zelf ook in staat waren als enzym te fungeren. Er bestaat een theorie dat leven ontstaan is toen RNA ging fungeren als zichzelf kopiërend enzym: de RNA-wereld. De proeven laten zien dat dat ook mogelijk is, hetgeen een steuntje in de rug voor die theorie is. De XNA-enzymen, en dat is dan weer teleurstellend, kopiëren zichzelf niet, maar zijn wel in staat om RNA te knippen en te plakken. De proeven van de onderzoekers zouden de eerste zijn die aantonen dat XNA, net zoals gedacht wordt van RNA, ook fungeert als enzym. Holliger denkt dat RNA en DNA bij toeval zijn komen bovendrijven, omdat het de beste evoltutionaire materialen waren die voorhanden waren. Holliger: “Je zou er over kunnen speculeren dat op andere planeten bijvoorbeeld XNA de overhand zou hebben gekregen.” Overigens is die RNA-theorie lang geen gemeengoed. Voorlopig zijn nog vele vragen rond die theorie. Waarom zou een molecuul als DNA ontstaan als RNA zo’n goed werk doet? Ik noem maar wat.
“De mogelijkheid dat het leven elders zou kunnen zijn gestart met iets anders dan DNA en RNA is interessant”, zegt Nobelprijswinnaar en winnaar van de Heinekenprijs Jack Szostak, “maar het oermolecuul voor het ontstaan van leven moest nog aan wat andere voorwaarden voldoen, zoals dat dat moest kunnen ontstaan in de prebiotische scheikunde en dat het zich efficiënt moet kunnen repliceren. Of XNA dat kan en daarbij ook andere nuttige functies heeft blijft vooralsnog een open vraag.”

Volgens Holliger kunnen XNA’s ook een rol spelen als geneesmiddel. Omdat ze in de natuur niet voorkomen, zouden ze in het lichaam niet worden afgebroken en omdat ze kunnen worden ontworpen om RNA op te knippen en te vernietigen zouden ze RNA-virussen kunnen bestrijden of RNA-berichten kunnen vernietigen die uiteindelijk leiden tot kanker, denkt de Engelse microbioloog. “We hebben XNA’s gemaakt die RNA doorknippen op specifieke plaatsen en dat kunnen ze ook doen bij viraal of carcinogeen boodschapper-RNA. Omdat ze niet kunnen worden afgebroken zou die XNA’s langdurig bescherming kunnen geven.”

Bron: New Scientist