半合成生物實現“量身定制”

　　何為“量身定制”的半合成生物？英國《自然》雜志5月7日（北京時間）發表的一篇論文，就描述了一例能穩定地包含“非自然”人造堿基DNA的半合成生物。通常，一個由兩對堿基對（A和T，C和G）組成的“遺傳字母表”構成了所有生命形式的DNA，而現在，擴展遺傳密碼來包含非天然堿基對，使生物體可穩定使用擴展了的“遺傳字母表”進行復制，由此研究人員可合成出有實際應用的定制生物。

　　在DNA雙鏈之間，四種天然堿基相互配對，形成了DNA整體的雙螺旋結構。人類曾成功地將人造堿基對加入到DNA中。美國斯克里普斯研究所的佛洛依德·羅姆斯伯格和他的研究團隊，過去就曾開發出一對非天然堿基對（d5SICSTP和dNaMT），這對堿基對已可以在一個純凈的無細胞的系統中實現DNA復制過程。但是，把這個結果轉移到一個細胞中卻絕非輕而易舉，譬如說，如何把非自然的堿基對導入細胞就是一個巨大挑戰。

　　在最新研究中，羅姆斯伯格的研究團隊展示了在一個擁有非天然堿基轉運蛋白的大腸桿菌細胞中，這對非天然堿基可以在不明顯影響細胞生長的情況下，融合到一個正在復制的質粒中。其完成了質粒DNA的復制并且不會被DNA修復機制識別為異常。由此，該項研究提供了證據：一個生物體可以穩定地使用擴展了的“遺傳字母表”進行復制。

　　通過人造堿基對的復制和轉錄，可以將各種功能性結構成分組合到DNA特定部位。而創建這種使用非天然核苷酸的新生物，一直是合成生物學的目標。這樣的生物可以給很多細胞工程，如使用非天然氨基酸合成新蛋白等提供平臺。

　　本周的《自然》雜志同時發表了一篇新聞特寫和一篇評論來關注目前合成生物學領域所面臨的最大挑戰。文章描述了該領域中渴望ZL和支持所有內容免費開放的兩方之間的摩擦。而一組合成生物領域的專家也呼吁，更多利用哺乳動物的研究應能經受住演化的考驗，同時呼吁學界關注“綠色”化學以及在合成生物學的定義上達成一致。