这些细菌使用新的DNA碱基制造自然界中未发现的蛋白质

所有大自然令人眼花缭乱的复杂性都可以简化为四字母代码--DNA的四个基础：A，T，C和G.但是现在科学家们已经证明了生命中心的语言并不是通过让细菌构建蛋白质而固定下来的。在自然界中不存在两个不自然的基础

每个有机体的蓝图都存储在其DNA中，该DNA保存着作为生命构建块的蛋白质的说明。这些说明书由密码子序列组成 - 三个字母的碱基串编码特定的氨基酸。蛋白质由氨基酸组合构建，密码子序列决定了特定DNA链的编码蛋白质。

人们试图假设数百万年的进化会产生最有效的存储遗传信息的系统，但实际上存在大量的冗余。具有不同碱基组合的多个密码子可以编码相同的氨基酸，这就是64种可能的组合仅产生20个氨基酸的原因。

到目前为止，相对有限的调色板性质已经促使许多研究人员研究扩展遗传学核心语言的方法。一些人已经考虑通过将冗余密码子重新用于编码新氨基酸来重新分配单词的含义。其他人试图通过修改其核心基础或甚至创建全新的基础来扩展字母表。

现在，研究人员首次证明半合成细菌不仅在其遗传密码中加入了非天然碱基，而且可以用它们从自然界中不存在的氨基酸中构建蛋白质。

添加了两个新的碱基 - 由化学品dNaM和dTPT3制成，但非正式地称为X和Y，理论上允许有机体编码多达152个新氨基酸，创造者希望这些氨基酸可以成为新的基础蛋白质类药物。

“我不会把这称为一种新的生命形式 - 但这是任何人都做过的最接近的事情，”领导这项研究的斯克里普斯研究所教授弗洛伊德·罗曼斯伯格在一份新闻稿中说。“这是细胞首次使用G，C，A或T以外的物质翻译蛋白质。”

罗伯斯伯格的实验室首次展示了可以在2014年复制非天然X和Y碱基的大肠杆菌，但是在今年早些时候，他们设法让细菌稳定地存储它们并且可靠地将它们传递到它们的子细胞上。

他们的最新作品，在杂志报道的性质，是向前迈出的一步显著，因为他们能够获得的细菌转录这些基地成被用来建立一个包含非天然氨基酸的蛋白质的RNA。

他们利用这种能力创造了一种非常高效的绿色荧光蛋白变体。虽然蛋白质在功能上与原始蛋白质不同，但研究表明，新的碱基对能够有助于从遗传密码中检索信息并使用它来构建蛋白质的过程的每个阶段。

这种遗传字母表扩展的主要前景是它可以为化学家和生物学家提供更大的灵活性，这些化学家和生物学家试图利用生物体建立新的药物，聚合物或催化剂。最直接的承诺是在医学方面，Romesberg创建了生物技术创业公司Synthorx，为他的研究寻找商业应用。

罗伯斯伯格告诉大自然，该公司正试图将非天然氨基酸纳入一种叫做白细胞介素-2的蛋白质中，该蛋白质调节白细胞的活性。该蛋白质的合成形式用作抗癌药物，但可能具有严重的副作用。添加非天然氨基酸可能会用于重新分解分子以减少毒性，使细胞更容易吸收或使其更快地分解。

罗克斯伯格告诉华盛顿邮报，甚至可以利用这些外来基地创造出超越其天然表亲的能力的生物体，而不仅仅是将这些半合成微生物用作不寻常蛋白质的工厂。

尽管有这样的承诺，但作者承认这种方法还处于早期阶段。每个X或Y必须夹在天然碱基之间，这意味着它们不太可能复制长长的非天然碱基。

但研究的主要贡献可能是对生命的基本要素和潜在食谱的假设产生了影响。X和Y不仅是非天然碱基，它们甚至不使用天然碱依赖的氢键连接在一起，这被认为是DNA的基本特征。相反，它们被设计成使用疏水力结合在一起并排斥其他天然碱基。

这凸显了DNA管理规则的灵活性，并表明科学家有相当大的空间来创造生活规范。正如罗伯斯伯格告诉麻省理工学院技术评论，“生活，因为我们知道它可能不是唯一的解决方案，也可能不是最好的解决方案。”

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