腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)以及鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)是我们熟知的DNA中的两对四种碱基。地球上的所有生物都利用这四种碱基来编组遗传密码从而控制蛋白质的合成。在2014年,来自美国斯克里普斯研究所的科学家们将含有d5SICS和dNaM这一对并非天然存在的碱基的DNA引入了活的细菌体内,并发现含有新碱基的DNA能够在细菌体内正常复制。这一对新的碱基不像A-T和G-C碱基对通过氢键相互作用,而是通过疏水作用相结合。虽然含有新的碱基对的DNA已被证实能够在体外指导蛋白质合成,在生物体内的复制还是首次报道。如果含有新碱基对的DNA能够在生物体内被转录为信使RNA,未来我们将有可能利用它来合成新的蛋白质结构。
上:人工合成的d5SICS-dNaM碱基对的化学结构;下:如果DNA的碱基从2对4种扩充到3对6种,密码子可能的组合将从64增加到216,因此有可能将一些新的氨基酸分子引入到蛋白质中。
相关论文:A Semi-Synthetic Organism with An Expanded Genetic Alphabet