4つの天然文字を超えて
研究チームは、大腸菌のRNAポリメラーゼ（DNAをRNAに複製する酵素）を研究した。ネイチャー・コミュニケーションズに記載された実験で、この酵素は、P:ZとS:Bと呼ばれる2つの合成塩基対を4つの天然塩基とともに含むDNAを認識し、転写した。合成文字は、天然DNAと同じ全体構造を維持しながら、代替の水素結合パターンを使用して二重らせんに適合した。
酵素が新しい文字にどう対処するか
構造イメージングを使用して、研究者らは酵素が機能する際の詳細なビューを捉えた。画像は、RNAポリメラーゼが天然塩基対に使用するのと同じ生化学的および構造的信号で合成文字を識別することを示しており、これは酵素が拡張されたアルファベットを正確に複製できる理由を説明するのに役立つ。PNASに掲載された関連研究で、同じグループは、酵素が水素結合を完全に欠く合成塩基対も処理できると報告した。
8文字のコードで何ができるか
この発見は、細胞が自然界が決して書かなかった情報を運べるようにDNAの言語を拡張するという、合成生物学における長年の目標を支持するものである。初期の研究では、拡張されたアルファベットを使用して、肝臓がん細胞を認識できる合成DNA分子を構築してきた。科学者らは、そのようなシステムがいつか新しい診断法、治療法、工学的な生物学的機械を生み出し、4文字が許すよりもはるかに多くのデータをDNAに保存することを可能にするかもしれないと述べている。チームは、次のステップは、完全な8文字システムが複製だけでなく、タンパク質と通常の細胞機能をサポートできるかどうかを学ぶことだと述べている。