Les biologistes synthétiques cherchent à créer une nouvelle vie avec des formes et des fonctions inconnues de la nature. Bien que les scientifiques soient loin de créer une forme de vie complètement artificielle, ils ont fait des organismes semi-synthétiques qui ont un code génétique étendu, leur permettant de produire des protéines inédites. Maintenant, chercheurs rapportant dans Journal de l'American Chemical Society ont optimisé une bactérie semi-synthétique pour produire efficacement des protéines contenant des acides aminés non naturels.

Toutes les formes de vie naturelles de la Terre stockent des informations à l'aide d'un code génétique à quatre lettres composé des nucléotides désoxyadénosine (dA), désoxyguanosine (dG), désoxycytidine (dC), et la désoxythymidine (dT). Au sein de la double hélice d'ADN, dA s'apparie avec dT, et dG avec dC, pour former les « barreaux » de l'échelle d'ADN. Récemment, les chercheurs ont fabriqué des nucléotides synthétiques qui peuvent s'apparier les uns aux autres. Quand ils ont placé ces nucléotides non naturels dans les gènes, les bactéries pourraient répliquer l'ADN et convertir les séquences en ARN, puis en protéines contenant des acides aminés non conventionnels. Cependant, les bactéries ne peuvent souvent pas utiliser ces séquences synthétiques aussi efficacement que les séquences naturelles. Par conséquent, Lingjun Li, Floyd Romesberg et ses collègues voulaient optimiser les paires de bases non naturelles pour améliorer la production de protéines.

Les chercheurs ont testé différentes combinaisons de paires de bases non naturelles dans E. coli et observé lesquels étaient répliqués le plus efficacement et produisaient les niveaux les plus élevés d'une protéine. Certaines des paires de bases synthétiques avaient déjà été testées, tandis que d'autres étaient de nouvelles variantes. L'équipe a ensuite utilisé ces paires de bases optimisées pour démontrer, pour la première fois, un organisme semi-synthétique qui pourrait fabriquer une protéine contenant plusieurs acides aminés non naturels.