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眾所周知，DNA的四個(gè)堿基編碼是所有生命的通用代碼，但這可能要成為過去式了。一家位于美國加州拉由拉市（La Jolla）的新興生物科技企業(yè)Synthorx，正在設(shè)計(jì)一種有著6個(gè)基因編碼的微生物，其方法是將人造的X和Y堿基加入到原有的A，T，G，C構(gòu)成的基因系統(tǒng)中去的。

這些微生物在自然界中沒有同類，Synthorx用它們來設(shè)計(jì)新型蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)有望成為未來的止痛藥、抗生素和癌癥靶向藥的基石。

Synthorx基于美國圣地亞哥TSRI（斯克利普斯研究所）的化學(xué)家Floyd Romesberg的研究工作成立，Romesberg也是公司創(chuàng)立者之一。Romesberg曾花費(fèi)了超過15年的時(shí)間致力于研究如何使人工DNA和生命體的遺傳機(jī)制協(xié)同工作，但這可不是簡單地把新老編碼相混合。

2012年時(shí)，Romesberg的實(shí)驗(yàn)室成功創(chuàng)造了X和Y兩種人造堿基編碼。2014年，他證明了，細(xì)菌可以復(fù)制和遺傳包含XY編碼的基因給后代。

“人們總是覺得模仿生命體是一件十分復(fù)雜和困難的事”，Romesberg說道，“但其實(shí)生命體中的分子和自然界中的其他分子一樣，它們并不享有特權(quán)?！?/span>

兩年之前，還沒有人用新合成的X和Y堿基做成任何有用的事情，但Romesberg卻立下了利用傳統(tǒng)的化學(xué)手段來創(chuàng)造新型藥物的目標(biāo)，這個(gè)過程顯然極其復(fù)雜。

“我無法在實(shí)驗(yàn)室中完成這些，”Romesberg說道，“因此成立一個(gè)公司是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的唯一方式?！?/span>

于是，Synthorx應(yīng)運(yùn)而生。

X和Y的誕生固然是科學(xué)界的里程碑，但Synthorx的真正挑戰(zhàn)在于用這些編碼去產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)。理論上，通過簡單地添加X和Y編碼可以令用以構(gòu)建蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量提升至172種，而自然狀態(tài)下只有20種。

通過在DNA中增加XY編碼，細(xì)胞可以用多達(dá)172種氨基酸來構(gòu)建蛋白質(zhì)，這遠(yuǎn)超原先的20種。

“氨基酸太多反而是一種累贅，”Romesberg說道，“對于那些一輩子都在和藥物打交道的化學(xué)家來說，控制氨基酸的數(shù)量是必須的。”

通過使用人造氨基酸，科學(xué)家可以使那些現(xiàn)有的蛋白質(zhì)和其靶物質(zhì)結(jié)合的更牢固，從而使藥物效力更強(qiáng)。還有一種想法是通過人造氨基酸來增強(qiáng)蛋白質(zhì)和靶物質(zhì)的特異性結(jié)合以避免蛋白質(zhì)和非靶物質(zhì)結(jié)合引起的副作用。

目前，Synthorx正有一個(gè)項(xiàng)目致力于將一種蜘蛛的毒液轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N非阿片類、無成癮性的止痛藥。

開發(fā)用于治療代謝紊亂的新型抗生素和藥物同樣被提上日程，“胰島素是一種很好的靶物質(zhì)，”Synthorx的CEO Court Turner說道，“雖然大腸桿菌也能生產(chǎn)胰島素，但目前為止我們獲取額外胰島素的唯一方法就是每天注射?！?/span>

將人造氨基酸添加到胰島素分子中能夠使其更為持久，這樣的話，糖尿病患者只須隔幾天注射一次胰島素就可以了。

毫無疑問如果這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)，那這將是一場革命。但現(xiàn)在就開始做著人造基因廣為應(yīng)用的美夢還為時(shí)過早，雖然人造基因可以生成氨基酸，但目前我們還沒有能力用人造氨基酸制造蛋白質(zhì)。

華盛頓大學(xué)的合成生物學(xué)家Marc Lajoie說道，“這真的只是一種假想，老實(shí)說，別說172種了，即使能利用1種人造氨基酸合成蛋白質(zhì)都聽起來有點(diǎn)瘋狂?！?/span>