Jason Chin angol kutató és kollégái áttervezték a sejt fehérjegyártó „gépsorát”, hogy az három helyett egyszerre négy nukleotid betűt (quadrupletet) is el tudjon olvasni. Ily módon, a fehérjékbe beépíthető genetikai kód által meghatározott aminosavak számát a természetben eddig létező 20-ról 276-ra növelték.

Ez úgy lehetséges, hogy Chin új genetikai kódjával a meglévő 20-on felül további 256 négybetűs nukleotid „szó” alkotható, melyek alapján olyan aminosavak hozhatók létre, amik jelenleg nem léteznek élő sejtekben.Mindez sosem volt szintetikus anyagok, így akár a mesterséges életformák előállításához vezethet el.

Több ilyen szintetikus aminosavat ezek közül már előállítottak, méghozzá úgy, hogy az alap aminosav szerkezethez különböző kémiai csoportokat adtak hozzá. Egészen mostanáig az volt a kérdés, hogyan lehetne ezekből fehérjéket gyártani. A probléma megoldásához Chinék áttervezték a sejt fehérjegyártó mechanizmusának több „darabját”, ideértve a riboszómákat és a szállító RNS-eket (transzfer) tRNS-eket.

A riboszómáknak nevezett sejtszervecskék szerepe, hogy itt kapcsolódnak össze fehérjékké a DNS-ben kódolt információ alapján a tRNS-ek által odaszállított aminosavak. A módosított riboszómák és tRNS-ek a meglévő „gépezettel” párhuzamosan működnek, így a sejt hagyományos fehérjekészítő mechanizmusa továbbra is normálisan működik.

Az áttervezett, új aminosavgyártó mechanizmus gyakorlatban való kipróbálásához az angol kutatók két négybetűs kódont (quadrupletet) juttattak be egy calmodulin nevű fehérjét kódoló génbe, és ezzel egyegy mesterséges aminosavgyártó „programot” írtak le az egyes quadrupletekkel. Amikor a módosított gént bejuttatták az E. coli nevű baktériumba, az olyan módosított calmodulint állított elő, mely két nemtermészetes aminosavat is tartalmazott.

A két új aminosav azért különösen érdekes, mert a fehérjéket általában összetartó kémiai kötéstől teljesen eltérő kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. A módosított calmodulin esetében például egy teljesen új fehérjeszerkezet jött létre.

A hőmérséklet és a környezet kémhatásának változása tönkreteheti a fehérjék közötti normális kötéseket, aminek következtében elveszíthetik térbeli szerkezetüket. Főzéskor például a megemelkedett hőmérséklet hatására változik meg a tojásfehérje színe és állaga.

Az új, módosított aminosavak közötti kémiai kötések sokkal stabilabbak, emiatt az új fehérjék tágabb környezeti határok között is megőrzik eredeti szerkezetüket. A kutatók arra számítanak, hogy eredményeik hatására például olyan új gyógyszercsoport hozható létre, mely szájon át bevéve sem megy tönkre a gyomorsav hatására. És ez még csak a kezdet! Hosszú távon Chinék kutatása olyan sejtek előállításához vezethet, melyek teljesen új polimereket képesek előállítani. Az ilyen erősebb polimerekből felépülő sejtekből álló élőlények következésképpen erősebbek, vagy keményebbek lehetnek.

A következő lépés még több olyan új tRNS tervezése, mely újabb nemtermészetes aminosavakat építhet össze fehérjeláncokká. Chin szerint ez a lehetőség új anyagok egész sorát hozhatja létre. Miután pedig ezek az anyagok hatalmas tartályokban fermentált baktériumokkal is megtermeltethetők, előállításuk feltehetően sokkal olcsóbb lesz a kémiai szintézisnél.

Az ismert amerikai genetikus, Craig Venter szerint Chinék kutatása új távlatokat nyit a szintetikus biológia területén.

Farren Isaacs bostoni kutató azonban arra figyelmeztet, hogy az új polimerek hatással lehetnek a sejtekben jelenleg zajló folyamatokra. Amíg azonban ez nem bizonyul leküzdhetetlen problémának, Chinék eredményei kövezhetik ki a bizarr, új tulajdonságú komplex életformákhoz vezető utat.

Chin azon mereng, vajon a DNS-t, az RNS-t, a fehérjéket és a polimerek egy új osztályát magába foglaló sejt létrehozásának eredményeként egy új életforma kialakulását is megfigyelhetjük-e majd? És vajon ez az élőlény rávehető-e olyan dolgok létrehozására, amire a természetes biológia nem képes csak azért, mert korlátozott számú polimer áll a rendelkezésére?

Az olvasottak hatására sokaknak pedig várhatóan az jut majd az eszébe, hogy vajon meddig lehet „büntetlenül” beavatkozni a biológiai folyamatokba?