科学家们扩展了 DNA 的构建模块，创造了一种稳定的半合成有机体，可以产生对自然界来说全新的生物化合物。
构成地球上所有生物的 DNA 基本上由四种基本核苷酸的排列组成，但美国研究人员开发的新生命形式使用了六种 - 这就是事情变得有趣的地方。
加州斯克里普斯研究所的一个团队设计的半合成有机体（SSO）是由相同的四种常规有机体制成的核碱基正如你和我一样——腺嘌呤 (A)、胞嘧啶 (C)、鸟嘌呤 (G) 和胸腺嘧啶 (T)——但它也有两种非天然核苷酸可供调用。
这实际上给了它两个额外的字母——X和Y——来组成它的DNA碱基对：将 DNA 螺旋螺旋固定在一起的梯级。
2014年，同一研究小组的成员设计了这种合成DNA碱基对，并表明它可以并入转化为修改后的形式大肠杆菌细菌。
在此过程中，他们创造了第一个在 DNA 字母表中带有额外字母的生物体，赋予其扩展的遗传密码，理论上可以实现新型生物过程。
但有一个问题——稳定性。虽然半合成生物可以保留其非天然核苷酸，但它无法在细胞分裂过程中无限期地维持它们。
“你的基因组不只是稳定一天，”高级研究员弗洛伊德·罗梅斯堡解释了今年早些时候。
“你的基因组必须在你一生的范围内保持稳定。如果半合成生物体真的要成为一个生物体，它必须能够稳定地维持这些信息。”
作为一种解决方法，该团队设计了一种方法，使半合成生物能够成功地保留其非自然的 X 和 Y 碱基对——这要归功于一种新的核苷酸转运蛋白，可以实现更好的 DNA 复制、优化的 Y 分子和精细的工程系统使用CRISPR-Cas9。
结果，一月份揭幕，是第一个使用扩展的 6 字母遗传密码形成的稳定生物体。
（改编自 Mezarque Design 的 Dennis Sun 创建的图像）
现在，在今天发表的一项新研究中，该团队宣布进一步改进这种分子稳定性，使用半合成细菌可以转录和翻译其非天然 X 和 Y 核苷酸，其效率与天然 A、C、 G和T核苷酸。
通过新的转录过程，生物体可以合成含有非规范氨基酸（ncAA）的蛋白质，并且该过程可以揭示复制分子的新方法，而无需依赖其他氨基酸。氢键。
“值得注意的是，这表明，对于信息存储和检索的每一步，氢键，显然是天然碱基对的核心，可能至少部分被互补堆积和疏水力取代，”该团队在论文中解释道。纸。
“尽管它们的解码机制新颖，但非自然密码子可以像完全自然的密码子一样有效地被解码。”
这些副产物是我们在自然界中从未见过的新一代半合成蛋白质中的第一个，因为它们稳定且无限期地掺入了非天然碱基对 (UBP)。
“我们只检查了两个非自然密码子的解码，但 UBP 不太可能仅限于这些，”研究人员解释。
“因此，所报道的 SSI 很可能只是一种新形式的半合成生命的第一个，它能够获得自然生物体所不具备的广泛形式和功能。”
目前尚不确定这到底会走向何方，但很明显，地球上生命的复杂性向前迈出了一大步。留意这个空间。
研究结果报告于自然。
编者注（2017 年 11 月 30 日）：本文的早期版本在引言中错误地将核苷酸称为“氨基酸” - 现在已更正。对于这个错误，我们深表歉意。
