上周發(fā)表的一項研究通過引入人工核苷酸擴(kuò)展了將4億年前遺傳密碼從4個核苷酸的堿基對字母表重新設(shè)計為8個堿基對的字母表。由佛羅里達(dá)州應(yīng)用分子進(jìn)化和火鳥生物分子科學(xué)基金會的Steven Benner領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)了一種噬菌體RNA聚合酶變體，它將合成DNA轉(zhuǎn)錄成合成RNA。

此前，斯克里普斯研究所的Floyd Romesberg領(lǐng)導(dǎo)的一個科學(xué)團(tuán)隊使用自己的合成堿基對來創(chuàng)造復(fù)制人工DNA的細(xì)菌，將DNA翻譯成mRNA，并創(chuàng)造新型氨基酸。

這些是技術(shù)上令人印象深刻的成就，這些發(fā)現(xiàn)的翻譯應(yīng)用可能是革命性的。在他們的論文中，Benner及其同事討論了以對數(shù)方式增強(qiáng)生物計算機(jī)功能以編碼視頻或創(chuàng)建RNA作為催化生物制劑的潛力。Romesberg寫了關(guān)于將他的六堿基合成DNA納入功能性PCR測定或用它來創(chuàng)建血液中病毒的新的敏感測試的可能性。他創(chuàng)辦了一家名為Synthorx的公司，開發(fā)這種和其他產(chǎn)品來治療自身免疫性疾病和癌癥。該公司的技術(shù)也可能為創(chuàng)造新的疫苗或用于生物修復(fù)的新型生物提供獨(dú)特的機(jī)會。

要認(rèn)識到這些技術(shù)成就的復(fù)雜性，需要承認(rèn)其用途可能存在的道德界限。核酸生物學(xué)的一個顯著特征是每個生物體能夠糾正正常種系DNA復(fù)制中的大多數(shù)但不是所有錯誤。剩余的錯誤是自然選擇依賴于物種的某些成員的生存的新穎性的來源，當(dāng)環(huán)境可能需要新穎性作為持續(xù)突變時。

DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性非常高，因為復(fù)制DNA聚合酶通過使用核苷酸切除，堿基切除和錯配修復(fù)過程的預(yù)復(fù)制和后復(fù)制方法有效地為聚合反應(yīng)選擇正確的核苷酸并進(jìn)行DNA修復(fù)。甚至細(xì)菌也具有有效的DNA修復(fù)過程。據(jù)估計，每聚合10 8 -10 10個核苷酸，一個錯誤的核苷酸僅被摻入一次。在沒有DNA修復(fù)的情況下，每個細(xì)胞分裂每個人類基因組會發(fā)生超過6,000個錯誤，如果不加以控制，這可能是災(zāi)難性的。在我們知道細(xì)胞可以掃描和修復(fù)合成DNA中的突變之前，使用合成DNA創(chuàng)造生物體還為時過早。

事實證明，DNA修復(fù)的自然選擇可以選擇性地利用我們的四堿基核苷酸系統(tǒng)產(chǎn)生遺傳多樣性以維持地球上的生命。通過允許自然選擇通過使用修改的遺傳密碼在當(dāng)前生命形式和新生命形式之間的競爭進(jìn)行，在生命系統(tǒng)內(nèi)引入結(jié)構(gòu)上深度化學(xué)變化的DNA可能產(chǎn)生不可預(yù)測且可能致命的結(jié)果。

第二個問題是該技術(shù)有可能產(chǎn)生可用作生物恐怖武器的生物。具有合法科學(xué)目標(biāo)的兩用研究 - 生物實驗可能被濫用以對公共衛(wèi)生或國家安全構(gòu)成威脅 - 是一個嚴(yán)重的問題。雖然這種道德問題不僅限于合成DNA，但我們希望現(xiàn)在監(jiān)測群體是否正在購買可用于制造生物恐怖武器的潛在病毒序列的政府將認(rèn)識到將合成DNA納入毒性病原體的能力是新的來源。潛在的兩用武器。

我們敦促召集一個科學(xué)家委員會和為其研究提供資金的機(jī)構(gòu)，討論是否應(yīng)暫停使用改良遺傳密碼的新工作線，直到在嚴(yán)格控制條件下分析其長期安全性為止。這樣的委員會可以對使用新技術(shù)進(jìn)行的最終研究產(chǎn)生積極影響，1975年的Asilomar會議證明了這一點(diǎn)，當(dāng)時第一次也是迄今為止科學(xué)家唯一一次自我調(diào)節(jié)他們的研究，檢查細(xì)菌中的基因轉(zhuǎn)移。(我們其中一人，RP，發(fā)起了召集Asilomar會議的呼吁，這導(dǎo)致了自我監(jiān)管的指導(dǎo)方針。)

鑒于大部分醫(yī)學(xué)科學(xué)的私有化和全球化，現(xiàn)在沿著Asilomar的自我調(diào)節(jié)可能不會有效，可以迅速采取的明顯步驟是要求合成遺傳密碼生物學(xué)家在現(xiàn)政府之下生物危害標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，如果他們正在進(jìn)行生物有機(jī)體的合成生物學(xué)實驗，并呼吁就此類法規(guī)達(dá)成國際協(xié)議，可能通過聯(lián)合國。

研究中是否應(yīng)該有基因防火墻?我們是否希望我們的后代能夠看到誰在未來的人工和天然DNA生命形式之間的競爭中獲勝?使用基因編輯技術(shù)重新編程現(xiàn)有遺傳成分與使用合成DNA重新設(shè)計生物體之間存在概念上的差異?？傊覀儞?dān)心合成DNA中不受管制的研究可能會導(dǎo)致無意的災(zāi)難，我們堅信，在研究和醫(yī)學(xué)中，您的行為不應(yīng)該取決于您能做什么，而應(yīng)該取決于您應(yīng)該做些什么。