六种碱基的生命体你见过吗？

最近，美国生物合成专家弗洛伊德·罗慕斯在《自然》杂志上发表了一项新成果。他在实验室中首次使用合成的X-Y碱基对和相应的氨基酸创造了一个全新的含有ATGCXY六个碱基的生命体。

这一成就打破了自然的基本限制，创造了一种自然界不存在的新生命。那么，这是否意味着人类已经开启了一个新时代，在这个时代里，生命可以根据自己的需要来创造？专家对此有不同的看法。

“突破第一关”

“整个研究非常深入和广泛。这个研究团队在这个领域已经做了20多年的研究，非常系统化。”法国巴黎第六大学生物研究所定量生物学部独立研究小组组长叶世新告诉《中国科学》。

给一个基因增加两个碱基相当于扩展了遗传密码。换句话说，过去自然系统中的64个密码子“理论上扩展到216个”。

密码子通过编码形成氨基酸。研究发现，自然系统中的64个密码子形成了20种氨基酸，并最终提供了地球上生命形成所需的蛋白质。

64个密码子和20个氨基酸的组合形成了地球上如此多的生命。如果216个密码子与它们可能形成的氨基酸结合，理论上，这相当于“允许细菌使用更多的氨基酸来制造蛋白质”。

一位基因研究专家告诉《中国科学报》的记者，能够扩展遗传密码本身具有重大的理论意义。人工氨基酸修饰研究已有多年，但由于技术瓶颈和应用推广问题，一直相对较少。然而，这一成就使科学家们感到“这似乎是第一个水平上的突破”。

基因治疗的新方法？

新的合成基因编码的出现对基因治疗的未来提出了新的期望。然而，合成的新基因编码会成为新的基因工具，从而为基因治疗提供新的手段吗？在这方面，科学家认为目前的形势并不乐观。

"从完全合成的基因到将其用于疾病治疗还有很长的路要走。"温州医科大学附属眼科医院的研究员谷峰告诉《中国科学新闻》，自然界中可用的自然工具在用于基因治疗时只能在小范围内转化。例如，从细菌到人体的转化是非常困难的。

谷峰说，当基因剪刀从细菌移植到哺乳动物细胞时，它们经常存在效率低、靶向性差甚至错过靶的问题。结果，科学家怀疑完全合成的基因很难在自然系统中用作遗传工具。

“外源密码子的效率有多高”、“如何达到生产标准”和“如何解决靶向性问题”都是研究者关注的问题。

"如果动物能意识到这一点，这个系统能否移植到动物身上就很有趣了."谷峰说，“从大肠杆菌到动物是一个飞跃。”然而，它需要进一步优化系统，才能将外源基因放入所需的位置，并达到“指向何处，发挥何处”的效果。

效率是最大的瓶颈

谷峰对效率的关注也是叶士心关注的焦点。

“问题是目前的效率会非常低。毕竟，它不是一个自然的密码子，所以尽管有更多的可能性，但在实现中会有更多的困难。”叶士信的效率是相对于认识自然系统中自然基础的效率而言的。

以非常容易生产的绿色荧光蛋白为例，利用这种人工合成的新基因编码生产绿色荧光蛋白的效率比内源编码编辑蛋白低10%甚至更低。

正因为如此，科学家们对这项技术的应用前景非常冷静，因为它仍然是一项“非常基础的研究”。然而，这不能否认这一成果对其他相关研究机构的建设性意义。

在叶士信看来，一方面，研究极大地推动了合成生物学，这有望使细菌合成具有更多化学性质的蛋白质；另一方面，在基础研究中，这种探索也将帮助科学家理解遗传密码的起源。

“遗传密码最早从非常简单的碱基和氨基酸开始，新的元素将在扩展过程中被吸收。向后外推等研究将有助于我们探索遗传密码的起源。”她说。

据媒体报道，通过这样的技术，科幻电影中的“金刚狼”等生命形式也许会在未来变成现实生活。

然而，专家表示，目前的研究是在细菌系统中进行的，不存在人们担心的伦理问题，如对人类遗传密码的影响。“如果这个想法在将来被应用到母乳喂养细胞中，它的伦理问题将会是一个可以讨论的话题。”叶士心说道。