加州大学伯克利分校与巴斯德研究所等机构科研团队在《科学》期刊发表研究成果，揭示古菌微生物中存在的遗传密码扩展新机制。这项遗传密码扩展研究发现多个古菌类群通过重新编解终止密码子，将吡咯赖氨酸整合入蛋白质序列。

研究团队发现，这种遗传密码扩展现象在古菌演化历程中多次独立出现。IGI研究员吉尔·班菲尔德表示："扩展的遗传密码是指DNA的读取方式与预期不同。此前，古细菌中只报道过一种遗传密码，但本文报道了一种新的遗传密码。"该发现修正了此前对这类微生物蛋白质组成的认知偏差。

参与甲烷代谢的古菌普遍采用这种遗传密码扩展机制。这些微生物通过含有吡咯赖氨酸的酶类分解环境中的甲胺化合物，并将其转化为甲烷。准确解析这类遗传密码扩展特征，有助于深入理解微生物在温室气体排放过程中的作用机制。

加州大学伯克利分校化学家阿兰娜·谢帕茨团队通过实验验证了该遗传密码扩展系统的工程应用潜力。研究人员将古菌的吡咯赖氨酸合成系统导入大肠杆菌，成功实现荧光蛋白的完整表达。谢帕茨指出："这项研究中发现的这些生物似乎已经找到了解决这个问题的天然方法。这展现了生物学如何隐藏着推动生物技术创新的秘密。"

遗传密码扩展技术为新型蛋白质设计提供工具支持。自25年前彼得·舒尔茨开创该领域以来，科研人员已成功将数百种非天然氨基酸引入蛋白质序列。这项遗传密码扩展新发现有望进一步推动生物医药领域发展，促进新型抗体药物与免疫疗法的研发进程。

更多信息： Veronika Kivenson 等人，《所有 TAG 密码子均为吡咯赖氨酸的古细菌遗传密码》，《科学》(2025)。期刊信息： 科学