Život na Zemi stojí na dvaceti základních aminokyselinách. Tým vědců teď ale ukázal, že aspoň část buněčné mašinerie bakterie může fungovat i s devatenácti. Pomohla jim umělá inteligence, která navrhla, jak přepsat důležité bílkoviny tak, aby se nezhroutily.
Každý známý organismus vytváří bílkoviny ze stejné základní sady dvaceti aminokyselin. Vědci se proto již dlouho ptají, zda je tato sada skutečně neměnná, nebo zda by život mohl fungovat i s menší biologickou abecedou. Nový experiment s bakterií Escherichia coli ukazuje, že odpověď nemusí být tak jednoznačná, jak se zdálo.
Tým se zaměřil na isoleucin, jednu z aminokyselin, které buňky běžně používají při stavbě bílkovin. Nešlo o náhodný výběr. Isoleucin se v přírodě často dá nahradit podobnými aminokyselinami, hlavně valinem, aniž by se bílkovina okamžitě rozpadla nebo ztratila svou funkci.
Jenže u živé buňky nestačí vyměnit „jedno písmeno v jedné větě“. Bílkoviny jsou složité molekulární stroje a i drobná změna může způsobit, že přestanou držet tvar. Vědci proto zapojili modely umělé inteligence, které pomohly navrhnout varianty bílkovin bez isoleucinu.
Největší zásah se týkal ribozomu, tedy buněčné továrny na výrobu bílkovin. Vědci v něm systematicky nahradili 382 míst, kde se normálně objevuje isoleucin, a zkombinovali 21 přepracovaných ribozomálních podjednotek. Upravená bakterie přežila a dál se množila, i když nešlo o plně přepsaný organismus zbavený isoleucinu úplně všude.
Výsledek je důležitý hlavně proto, že ukazuje pružnost života. Dvacítka aminokyselin nemusí být jediná možná verze biologické abecedy, ale jedna z těch, které se v evoluci prosadily. Experiment zároveň naznačuje, jak mohla vypadat raná fáze života, kdy buňky možná pracovaly se skromnější chemickou výbavou.
Praktické využití není otázkou zítřka. Výzkum ale může pomoct syntetické biologii, která se snaží navrhovat organismy s novými vlastnostmi nebo s větší biologickou pojistkou proti nekontrolovanému šíření. Zatím jde hlavně o důkaz, že i základní stavební pravidla života nejsou tak nedotknutelná, jak se dlouho zdálo.