（东方IC/图）

合成生物学的每一次突破都会让人心惊肉跳，这不，美国科学家又在实验室里创造出了一种8个碱基的人造DNA。这种人工合成的DNA能够与天然的DNA兼容，并且能编码产生出更多的氨基酸。

地球上的生命演化到今天，都是靠DNA（脱氧核糖核酸）来传递遗传密码，繁衍生息。1953年，美国的沃森、英国的克里克和威尔金斯描绘了DNA的双螺旋结构并因此而获得1962年的诺贝尔生理学或医学奖之后，DNA的双螺旋结构，以及其中4个碱基固定的组合形式就成为人们认知DNA的标配。

不过，美国佛罗里达州应用分子进化基金会项目负责人史蒂文•伯纳（Steven Benner）团队2019年2月22日在美国《科学》（Science）杂志在线发表的一项最新成果可能会再次打破人们对DNA的认知，他们创造了一种8个碱基的人造DNA，也被视为第三代DNA。由于这项研究的第一作者是日本人（Shuichi Hoshika和Nicole A. Leal），因此，这种DNA被命名为hachimoji DNA（日语hachi代表8，moji代表符号），即8字母DNA。

自然的DNA是以4种碱基相连的，碱基配对原则是：腺嘌呤A和胸腺嘧啶T，胞嘧啶C和鸟嘌呤G，它们之间依赖氢键牢牢结合在一起。只不过在核糖核酸（RNA）中是由尿嘧啶U替代了胸腺嘧啶T。所以，自然的遗传物质中的碱基实际上是5种，它们既是天然的，也是第一代DNA。

然而，探索生命奥秘的人类一直想要弄清自然界是否还有多于或少于4个碱基的DNA，或者能否按照生命遗传的本质创造出有更多功能和更大作用的DNA。

2012年，美国加州斯克里普斯研究所的合成生物学家弗洛伊德•罗姆斯伯格（Floyd Romesberg）团队创造出了有6个碱基的DNA，新增加的2个碱基称为X-Y，这种DNA被视为第二代DNA。现在伯纳团新合成的8个碱基DNA多出的两对碱基被命名为Z-P和S-B，因此，这个8碱基（ATCGZPSB）的DNA就被视为第三代DNA。

不过，所谓的第二代第三代DNA其实都是人工合成的，因此，如果说天然的DNA是1.0的基础版本，则人工合成的DNA就是2.0版本，如果要以增加多少碱基来区分，可以分别称为2.1、2.2版本等。

能合成超过4个碱基的DNA首先是对生命遗传物质认知的突破。但是，更重要的是，要检验它们是否稳定，是否能与自然的碱基融合，是否能传递遗传信息，是否能编码蛋白质，尤其是人类所需的蛋白质，这才是合成DNA更为重要的意义。

现在看来，合成DNA似乎拥有了与自然DNA相同和相似的性质，也具备了与天然DNA兼容的特质。罗姆斯伯格团队在合成6个碱基DNA后，2014年又把这个合成的6碱基DNA导入大肠杆菌中。结果，细菌中自然的4碱基DNA对外来的新碱基并不排斥，它们还将其当作DNA组件，完成了双螺旋构建。

这意味着，天然DNA能接纳合成的DNA，并且在两者融合后还能保持DNA经典的双螺旋结构。进一步检测发现，合成的新碱基加入自然的DNA之后，其复制的效率和保真性可达99.9%。更重要的是，由于碱基增加了2个，DNA能编码合成的氨基酸（蛋白质的组成成分）数目就可能从20种变成172种。

显然，合成的DNA能与天然的DNA兼容，并且能编码产生更多的氨基酸。

那么，现在的8碱基DNA是拥有信息存储、信息传递、可选择表型、结构规整这四种被认为是生命演化的特质呢？或者说，8碱基DNA是否拥有稳定性、兼容性和能合成氨基酸呢？

伯纳团队首先用新创造的碱基合成数百个DNA分子，发现这些碱基可以与它们的“另一半”结合在一起。这也意味着它们与标准碱基类似，合成碱基能可靠地配对，并位于双螺旋结构内，而且，无论合成碱基的排列顺序如何，双螺旋结构都保持稳定，说明合成的DNA有结构的稳定性。

自然的生命信息在遗传时是通过DNA转录为RNA来进行的，即以特定的DNA片断作为遗传信息模板，通过碱基互补的原则转录成信使RNA（mRNA）。生成的mRNA携带密码子，进入核糖体后实现蛋白质的合成。那么，合成的DNA能否忠实地转录成RNA呢？此前6碱基DNA已经证明可以，而且遗传信息的转录准确率可以达到99.9%。现在，伯纳团队也证明，8碱基DNA同样可以忠实地转录成RNA。只是它们是否能按照更多的碱基遗传信息来生成更多的氨基酸，还需要进一步检验。

研究人员人工合成比4个碱基更多碱基的DNA显然不只是为了证明人可以创造奇迹，而是要进一步探索生命的奥秘，并且要使这样的探索有意义，例如，通过更多的碱基来传递和编码产生新的蛋白质。

自然的含4种碱基的DNA可以通过RNA转录编码产生20种氨基酸，那么理论上看，含有8个碱基的合成DNA可能编码产生更多的氨基酸（蛋白），生产新的药物和疫苗，尤其是抗体蛋白药物和疫苗。不过，这只是问题的一面。

问题的另一面是，新合成了有更多碱基的DNA其实也就是合成了新的生命。有的病毒是没有包膜或外壳的DNA或RNA病毒，如细小病毒属的病毒就没有囊膜，而且有些更小的病毒也不含核酸，仅由蛋白质构成可自我复制并具有感染性，如朊病毒。那么，这种新合成的生命是否会对人和现在的生态造成威胁？由于它们含的遗传密码更多，显然能合成更多的蛋白质，也就有可能对其他生命造成威胁，至少是有竞争的优势。

正因为如此，当2010年克雷格•文特尔团队创造出世界上第一个人造生命“辛西娅”（Synthia，含901个基因片段，由108万对碱基组成，也是自然的4个碱基排序）时，当年的5月27日，在美国国会由联邦众议院能源和商务委员会紧急召开了一场题为“合成生物学发展及其对医疗卫生和能源意义”的听证会。

当时，文特尔及其他人造生命科学家、生物伦理学家和众议员们经过激烈论争，认为合成生物技术还不会立竿见影地引起环境、安全及伦理方面的严重问题，但需要密切关注其未来发展情况。

现在，人们能合成与传统的4个碱基不同的含有8个碱基的DNA，也许也应当密切关注其未来是否会对人类社会和自然生态有无负面影响。