生命使用4个DNA字母。科学家刚刚让8个成功运作

这一发现表明，细胞能够利用其现有的分子机制来处理合成遗传信息。这标志着向合成生物学的一个长期目标迈出了重要一步：将DNA的语言扩展至自然界中存在的四个碱基之外。未来，此类系统有望帮助科学家设计出能够执行新功能或生产自然界中不存在化合物的生物机制。

细胞如何读取八字母遗传字母表

研究人员重点关注了RNA聚合酶，这是一种读取DNA并产生RNA的酶——也是基因表达的第一步。为了探究该酶如何处理合成遗传信息，研究团队结合了生化实验与高分辨率冷冻电子显微镜技术，该技术能够揭示小于单个原子宽度的尺度上的结构。

研究人员捕捉到了大肠杆菌（E. coli）RNA聚合酶在识别并整合两对合成碱基对时的详细结构视图。这些人工遗传字母在自然界中并不存在。

图像显示，RNA聚合酶利用其识别天然碱基对时所依赖的许多相同的生化和结构信号，来识别合成DNA字母。这一发现有助于解释为何该酶能够准确复制使用扩展遗传字母表书写的信息。

在发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的一项相关研究中，同一研究团队发现，RNA聚合酶还能识别另一对合成碱基对，尽管它们缺乏通常有助于维持DNA碱基对结合的氢键。

合成DNA有望催生新技术

潜在的应用远不止于理解DNA的工作原理。早期研究已利用扩展的遗传字母表创造出能够识别肝癌细胞的合成DNA分子。

通过在分子层面展示RNA聚合酶如何读取并转录非天然DNA字母，这项新研究为围绕扩展遗传密码构建的技术奠定了重要基础。可能的应用包括新型诊断工具、疗法，以及具备自然界中不存在能力的工程生物系统。

两项研究探索扩展遗传密码

这项发表于《自然-通讯》（Nature Communications）的研究（题为“大肠杆菌RNA聚合酶转录八字母Hachimoji字母表的结构基础”），由加州大学圣地亚哥分校斯卡格斯药剂学与制药科学学院教授Dong Wang博士领导，于2026年9月2日发表在《自然-通讯》上。

这项发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的研究（题为“疏水性非天然碱基对在不依赖氢键的情况下促进细胞RNA聚合酶的触发环闭合和催化”），于2026年8月12日发表，同样由Wang领导。