**حمض الثريوز النووي** ( **TNA** ) هو بوليمر وراثي اصطناعي يتم فيه استبدال سكر الريبوز الطبيعي خماسي الكربون الموجود في الحمض النووي الريبي ( RNA) بسكر ثريوز رباعي غير طبيعي. 

اخترعها ألبرت إيشنموسر كجزء من سعيه لاستكشاف المسببات الكيميائية للحمض النووي الريبي (RNA)،  أصبح TNA بوليمرًا جينيًا اصطناعيًا مهمًا ( XNA ) نظرًا لقدرته على إنشاء زوج بكفاءة مع تسلسلات تكميلية من الحمض النووي الريبي منقوص الاكسجين( DNA ) والحمض النووي الريبي (RNA). 

الفرق الرئيسي بين TNA وDNA/RNA هو العمود الفقري لهما. يحتوي الحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) على العمود الفقري الفوسفاتي المرتبط بذرة الكربون 5 في حلقة الديوكسي ريبوز أو سكر الريبوز، على التوالي. 

من ناحية أخرى، يحتوي TNA على عمود فوسفاتي متصل مباشرة بذرة الكربون 3' في الحلقة، لأنه لا يحتوي على ذرة كربون 5'. هذا العمود الفقري المعدل  يجعل TNA، على عكس DNA وRNA، مقاومًا تمامًا لهضم النيوكلياز ، مما يجعله نظيرًا واعدًا للحمض النووي للتطبيقات العلاجية والتشخيصية. 

تم تصنيع أليغنوكليوتيدات TNA لأول مرة عن طريق تخليق الطور الصلب الآلي باستخدام كيمياء الفوسفورميديت. لقد تم تحسين طرق مونومرات TNA المركبة كيميائيًا (الفوسفوراميديت والنيوكليوسيد ثلاثي الفوسفات) بشكل كبير لدعم مشاريع البيولوجيا التركيبية التي تهدف إلى تطوير أبحاث TNA. 

في الآونة الأخيرة، حددت جهود هندسة البوليميراز بوليميرات TNA التي يمكنها نسخ المعلومات الوراثية ذهابًا وإيابًا بين DNA وTNA.   يحدث تكرار TNA من خلال عملية تحاكي تكرار الحمض النووي الريبي (RNA). في هذه الأنظمة، يتم نسخ TNA عكسيًا إلى DNA، ويتم تضخيم الحمض النووي بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل ، ثم يتم نسخه مرة أخرى إلى TNA.

  

لقد أتاح توافر بوليميرات TNA الانتقاء في المختبر لأبتامرات TNA المستقرة بيولوجيًا لكل من أهداف الجزيئات الصغيرة والبروتينات.    تثبت مثل هذه التجارب أن خصائص الوراثة والتطور لا تقتصر على البوليمرات الوراثية الطبيعية للحمض النووي منقوص الاكسجين (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA). 

يشير الاستقرار البيولوجي العالي لـ TNA مقارنة بأنظمة الأحماض النووية الأخرى القادرة على الخضوع للتطور الدارويني، إلى أن TNA مرشح قوي لتطوير الأبتامرات العلاجية من الجيل التالي.

تمت دراسة آلية تصنيع TNA بواسطة بوليميراز TNA المتطور في المختبر باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية لالتقاط الخطوات الخمس الرئيسية لإضافة النوكليوتيدات. 

تُظهر هذه الهياكل التعرف غير الكامل على نيوكليوتيدات TNA ثلاثي الفوسفات الواردة وتدعم الحاجة إلى مزيد من تجارب التطور الموجهة لإنشاء بوليميرات TNA ذات نشاط محسّن.

تم أيضًا حل البنية الثنائية للنسخة العكسية من TNA عن طريق علم البلورات بالأشعة السينية، مما يكشف عن أهمية اللدونة الهيكلية كآلية محتملة للتعرف على القالب. 

1. 1 2  Schöning, K. U. *et al.* Chemical etiology of nucleic acid structure: the a-threofuranosyl-(3'-->2') oligonucleotide system. *Science* **290**, 1347-1351, (2000)
2. ↑  Eschenmoser, A. Chemical etiology of nucleic acid structure. *Science* **284**, 2118-2124, (1999).
3. ↑  Dunn, Matthew R.; Larsen, Andrew C.; Zahurancik, Walter J.; Fahmi, Nour Eddine; Meyers, Madeline; Suo, Zucai; Chaput, John C. (1 Apr 2015). "DNA Polymerase-Mediated Synthesis of Unbiased Threose Nucleic Acid (TNA) Polymers Requires 7-Deazaguanine To Suppress G:G Mispairing during TNA Transcription". *Journal of the American Chemical Society* (بالإنجليزية). **137** (12): 4014–4017. DOI:10.1021/ja511481n. ISSN:0002-7863.
4. ↑  Culbertson, M. C. *et al.* Evaluating TNA stability under simulated physiological conditions. *Bioorg. Med. Chem. Lett.* **26**, 2418-2421, (2016).
5. ↑  Sau, S. P. Fahmi, N. E. Liao, J.-Y. Bala, S. & Chaput, J. C. A scalable synthesis of α-L-threose nucleic acid monomers. *J. Org. Chem.* **81**, 2302-2307, (2016).
6. ↑  Larsen, A. C. *et al.* A general strategy for expanding polymerase function by droplet microfluidics. *Nat. Commun.* **7**, 11235, (2016).
7. ↑  Nikoomanzar, A. Vallejo, D. & Chaput, J. C. Elucidating the Determinants of Polymerase Specificity by Microfluidic-Based Deep Mutational Scanning. *ACS Synth. Biol.* **8**, 1421-1429, (2019).
8. ↑  Yu, H. Zhang, S. & Chaput, J. C. Darwinian evolution of an alternative genetic system provides support for TNA as an RNA progenitor. *Nat. Chem.* **4**, 183-187, (2012).
9. ↑  Mei, H. *et al.* Synthesis and Evolution of a Threose Nucleic Acid Aptamer Bearing 7-Deaza-7-Substituted Guanosine Residues. *J. Am. Chem. Soc.* **140**, 5706-5713, (2018).
10. ↑  Rangel, A. E. Chen, Z. Ayele, T. M. & Heemstra, J. M. In vitro selection of an XNA aptamer capable of small-molecule recognition. *Nucleic Acids Res.* **46**, 8057-8068, (2018).
11. ↑  Pinheiro, V. B. *et al.* Synthetic genetic polymers capable of heredity and evolution. *Science* **336**, 341-344, (2012).
12. ↑  Chim, N. Shi, C. Sau, S. P. Nikoomanzar, A. & Chaput, J. C. Structural basis for TNA synthesis by an engineered TNA polymerase. *Nat. Commun.* **8**, 1810, (2017).
13. ↑  Jackson, L. N. Chim, N. Shi, C. & Chaput, J. C. Crystal structures of a natural DNA polymerase that functions as an XNA reverse transcriptase. *Nucleic Acids Res.*, (2019).