近日，一篇*新發(fā)表在《科學(xué)》期刊上的研究表明，生命“字母表”迎來(lái)4名新成員，已經(jīng)從4個(gè)變成了8個(gè)！

        這項研究被譽(yù)為里程碑式的成果，它到底牛在何處呢？

        今天，我們就為大家來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下。

        A、T、C、G？這都是些啥？

        在介紹這4名人工合成的新成員之前，先來(lái)認識一下4個(gè)元老級的天然堿基吧。

        在生物學(xué)領(lǐng)域，激動(dòng)人心的事件莫過(guò)于生命的誕生，也就是生命的起源。追溯這個(gè)問(wèn)題，需要回答生命的物質(zhì)基礎——基因，而基因是由4個(gè)天然堿基組成的，它們的英文代碼分別是“C”“G”“T”“A”，對應的中文名字是胞嘧啶、鳥(niǎo)嘌呤、胸腺嘧啶、腺嘌呤，配對規則是C配G，T配A，C和G之間通過(guò)3個(gè)氫鍵相連，T和A之間是2個(gè)氫鍵。

        從簡(jiǎn)單的單細胞生物到靈長(cháng)類(lèi)，生命體的遺傳密碼就是由ATCG來(lái)記錄和傳遞的，如同一本神秘的生命密碼本，指導著(zhù)蛋白質(zhì)的合成和功能調控，包括我們人類(lèi)的生老病死、高矮胖瘦，甚至我們的性格和健康狀況，基因都在默默的指導著(zhù)，并且和環(huán)境因素、行為因素共同決定著(zhù)我們的健康水平。懷孕的準媽媽們開(kāi)展的羊水穿刺細胞學(xué)檢查和無(wú)創(chuàng )遺傳缺陷篩查，就是為了排除致病基因導致的出生缺陷。

        基因管著(zhù)這么多的事情，一定是由很多密碼編碼的吧？恰恰相反，只有4個(gè)。那么它們是怎么實(shí)現這些功能的呢？靠的就是這4個(gè)堿基的不同排列組合，并且通過(guò)DNA的甲基化、乙?；揎?，DNA序列的剪接翻譯以及翻譯后修飾，DNA中不編碼蛋白質(zhì)的堿基序列，也參與基因的表達調控，對應產(chǎn)生了許許多多的變化。

        4個(gè)堿基產(chǎn)生了我們豐富多彩的大千世界，的確是非常神奇的事情。

        人們不禁產(chǎn)生了一個(gè)疑問(wèn)：DNA的堿基為什么只有4個(gè)呢？大家找來(lái)找去，確確實(shí)實(shí)只有4個(gè)，這就是非常奇特的事情了，只能由衷感嘆，它們太神奇了，它們是獨*無(wú)*的。

        生命“字母表”翻倍了！

        近期發(fā)生了一件大事情，那就是科學(xué)家們人工合成了4個(gè)新的堿基，這樣一來(lái)，堿基數量就有了8個(gè)之多。它們是什么呢？

        美國科學(xué)家StevenA. Benner將這4個(gè)新成員分別命名為“Z”“P”“S”“B”，它們的配對原則是Z配P，S配B，都是通過(guò)3個(gè)氫鍵相連。

        何謂成功呢？包含這4個(gè)新堿基的DNA結構必須是穩定的，熱動(dòng)力學(xué)穩定性是可預測的，并且可以形成DNA雙螺旋結構，可以轉錄成RNA。

        晶體學(xué)檢測數據顯示摻入的新堿基并未干擾DNA雙螺旋結構的形成。

        DNA也成功的轉錄為RNA序列。

        熱動(dòng)力學(xué)檢測結果與預期計算的結果基本一致。

        多4個(gè)“字母”可選項有什么意義？

        1.人們認識到編碼遺傳信息的4個(gè)天然堿基不是那么神奇了，人類(lèi)通過(guò)自己的力量，也可以合成攜帶遺傳信息的堿基，打破了天然堿基原有的神秘面紗，人類(lèi)在認識大自然和自身的道路上又進(jìn)了一步。“我們從哪里來(lái)”、“認識我們自己”不就是經(jīng)典的哲學(xué)問(wèn)題嗎？

        2.豐富了遺傳信息攜帶的物質(zhì)基礎。經(jīng)由8個(gè)堿基來(lái)排列組合，與以前只有4個(gè)堿基產(chǎn)生的排列組合產(chǎn)生的信息相比，那是大大的擴容了，由此可能產(chǎn)生具有新的功能的蛋白質(zhì)分子。

        3.疾病的早期檢測。例如包含P和Z的DNA序列能更好的與腫瘤細胞結合，可開(kāi)發(fā)出腫瘤早期診斷的試劑。

        4.外星生命探測。原有的外星生命探測中，對于遺傳物質(zhì)的理解于A(yíng)TCG這四種堿基，新堿基的發(fā)現，在理解生命起源和外星生命探測方面提供了新的思路。

        現有研究的局限性在哪？

        1.從DNA到RNA目前可以實(shí)現，而關(guān)鍵的一步是DNA的自我復制，這需要DNA聚合酶，而天然體系里面是沒(méi)有對應的DNA聚合酶的，這是一個(gè)瓶頸。

        2.對于未知的DNA堿基可能編碼的蛋白質(zhì)而言，對于大自然是全新的，其功能如何，會(huì )不會(huì )產(chǎn)生具有活性的生物毒性分子，尚不可知，因此，研究對應新型堿基從DNA到蛋白質(zhì)的過(guò)程是暫停的，需要進(jìn)行安全性評估和審核，才能進(jìn)一步研究，生物安全是必須審慎考慮的環(huán)節。

        寫(xiě)在后的話(huà)

        這項研究所取得的突破是概念性的，它次展示了含有8種不同堿基字母的DNA，但要實(shí)現一個(gè)真正的“八字母“合成基因系統，還需要進(jìn)行更深入的研究。
 

來(lái)源：分析測試百科網(wǎng)