生物核心的遺傳密碼都非常簡(jiǎn)單。著(zhù)名的雙螺旋結構的每一半都是由四種叫做堿基的小分子構成的：鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶、腺嘌呤和胸腺嘧啶(ATCG)。它們出現的順序決定了DNA編碼的作用，就像計算機的0和1一樣。
現在，佛羅里達應用分子進(jìn)化基金會(huì )的科學(xué)家們通過(guò)將四種合成核苷酸與天然存在于核酸中的四種核苷酸相結合，成功地創(chuàng )造了 “Hachi-moji DNA”(日語(yǔ)中是八和字母的意思)，使遺傳密碼的潛在信息密度增加了一倍。這種分子結構和功能像天然DNA一樣，可以存儲和轉錄信息。
這不是科學(xué)家們第一次嘗試擴大遺傳密碼。
早在2014年，科學(xué)家們公布了帶有兩個(gè)合成堿基（Z-P堿基對）的DNA，并在2017年發(fā)現可以讓細菌利用這個(gè)密碼構建自然界中不存在的蛋白質(zhì)。但最新的研究結果不僅增加了額外的兩個(gè)合成堿基（S-B堿基對），它也更接近于大自然所使用的藍圖。
我們知道，作為一個(gè)信息存儲系統，DNA必須遵循可預測的規則。DNA的雙螺旋結構是由互補堿基之間的氫鍵連接在一起的，即A對T, C對G。這些堿基需要被夾在自然堿基之間，所以不可能有非自然堿基的延伸來(lái)限制它們的編碼功能。
然而，Hachi-moji DNA就像天然DNA一樣，利用氫鍵來(lái)連接兩個(gè)新的配對——S和B、 P和z，堿基也可以相鄰出現。因為DNA是以一種名為密碼子的三聯(lián)堿基的形式讀取的，每一組密碼子都對一種特定的氨基酸進(jìn)行編碼，這就大大增加了潛在密碼子的數量：與傳統DNA的64相比，增加到4,096。
這些實(shí)驗還表明，Hachi-moji DNA保留了支持達爾文進(jìn)化論所需的所有關(guān)鍵特征，這對于支持生命至關(guān)重要。堿基配對是可靠的，無(wú)論堿基的順序如何，結構都保持穩定，研究人員已經(jīng)證明它可以復制到RNA中。
這一點(diǎn)至關(guān)重要，因為盡管DNA掌握著(zhù)生物體的藍圖，但細胞要想利用這些信息做任何事情，就必須將其轉化為可移動(dòng)的單鏈分子RNA，這種RNA可以作為一種被稱(chēng)為核糖體的蛋白質(zhì)工廠(chǎng)的指令，或幫助調節基因。
總結來(lái)說(shuō)，這一發(fā)現是真正的里程碑，或為合成生物學(xué)、數據存儲、甚至尋找地球以外生命的新可能性打開(kāi)了大門(mén)。
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