Все естественные формы жизни Земли хранят информацию с использованием четырехбуквенного генетического кода, состоящего из нуклеотидов дезоксиаденозина (dA), дезоксигуанозина (dG), дезоксицитидина (dC) и дезокситимидина (dT). Внутри двойной спирали ДНК dA соединяется с dT, а dG – с dC, образуя «ступеньки» лестницы ДНК.
Недавно исследователи создали синтетические нуклеотиды, которые могут соединяться друг с другом. Когда они помещали эти неестественные нуклеотиды в гены, бактерии могли реплицировать ДНК и преобразовывать последовательности в РНК, а затем в белки, содержащие нетрадиционные аминокислоты. Однако бактерии часто не могут использовать эти синтетические последовательности так же эффективно, как естественные. Поэтому Линджун Ли, Флойд Ромесберг и его коллеги хотели оптимизировать неестественные пары оснований, чтобы улучшить производство белка.
Исследователи протестировали различные комбинации неестественных пар оснований в E. coli и наблюдали, какие из них реплицируются наиболее эффективно и производят самые высокие уровни белка. Некоторые из синтетических пар оснований были протестированы ранее, тогда как другие были новыми вариациями.
Затем команда использовала эти оптимизированные пары оснований, чтобы впервые продемонстрировать полусинтетический организм, который может производить белок, содержащий несколько неприродных аминокислот.