本文专家:陶宁， 中国科学院生物物理研究所副教授
近日， 一篇最新发表在《科学》期刊上的研究表明， 生命“字母表”迎来4名新成员， 已经从4个变成了8个！
新闻截图
这项研究被誉为里程碑式的成果， 它到底牛在何处呢？
今天， 我们就为大家来简单介绍一下 。
A、T、C、G？这都是些啥？
在介绍这4名人工合成的新成员之前， 先来认识一下4个元老级的天然碱基吧 。
在生物学领域， 最激动人心的事件莫过于生命的诞生， 也就是生命的起源 。 追溯这个问题， 首先需要回答生命的物质基础——基因， 而基因是由4个天然碱基组成的， 它们的英文代码分别是“C”“G”“T”“A”， 对应的中文名字是胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、腺嘌呤， 配对规则是C配G， T配A， C和G之间通过3个氢键相连， T和A之间是2个氢键 。
从简单的单细胞生物到灵长类， 生命体的遗传密码就是由ATCG来记录和传递的， 如同一本神秘的生命密码本， 指导着蛋白质的合成和功能调控， 包括我们人类的生老病死、高矮胖瘦， 甚至我们的性格和健康状况， 基因都在默默的指导着， 并且和环境因素、行为因素共同决定着我们的健康水平 。 怀孕的准妈妈们开展的羊水穿刺细胞学检查和无创遗传缺陷筛查， 就是为了排除致病基因导致的出生缺陷 。
基因管着这么多的事情， 一定是由很多密码编码的吧？恰恰相反， 只有4个 。 那么它们是怎么实现这些功能的呢？靠的就是这4个碱基的不同排列组合， 并且通过DNA的甲基化、乙酰化修饰， DNA序列的剪接翻译以及翻译后修饰， DNA中不编码蛋白质的碱基序列， 也参与基因的表达调控， 对应产生了许许多多的变化 。
4个碱基产生了我们丰富多彩的大千世界， 的确是非常神奇的事情 。
人们不禁产生了一个疑问：DNA的碱基为什么只有4个呢？大家找来找去， 确确实实只有4个， 这就是非常奇特的事情了， 只能由衷感叹， 它们太神奇了， 它们是独一无二的 。
生命“字母表”翻倍了！
近期发生了一件大事情， 那就是科学家们人工合成了4个新的碱基， 这样一来， 碱基数量就有了8个之多 。 它们是什么呢？
美国科学家StevenA. Benner将这4个新成员分别命名为“Z”“P”“S”“B”， 它们的配对原则是Z配P， S配B， 都是通过3个氢键相连 。
【恭喜生命"字母表"喜提4名新成员！上新了，DNA！】何谓成功呢？包含这4个新碱基的DNA结构必须是稳定的， 热动力学稳定性是可预测的， 并且可以形成DNA双螺旋结构， 可以转录成RNA 。
晶体学检测数据显示掺入的新碱基并未干扰DNA双螺旋结构的形成 。
（DNA晶体X射线衍射结果显示结构规则有序）
DNA也成功的转录为RNA序列 。
（通过470nm蓝光激发的荧光检测结果显示掺入了新碱基的DNA转录为RNA序列， A为RNA碱基序列， B和E为阴性对照组， C为掺入新碱基的DNA转录形成的RNA经激发后形成的荧光结果， D为阳性对照， 是由天然碱基转录形成的RNA 。 ）
热动力学检测结果与预期计算的结果基本一致 。
（纵坐标为实验检测结果， 横坐标为预测温度）
多4个“字母”可选项有什么意义？
1.人们认识到编码遗传信息的4个天然碱基不是那么神奇了， 人类通过自己的力量， 也可以合成携带遗传信息的碱基， 打破了天然碱基原有的神秘面纱， 人类在认识大自然和自身的道路上又进了一步 。 “我们从哪里来”、“认识我们自己”不就是经典的哲学问题吗？
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