几十亿年来，大自然只用了4个字母来“书写”所有生命的故事。它们是A、T、C和G，分别代表了DNA的4种碱基，即腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤。我们知道，DNA的模样类似一个具有双螺旋结构的梯子，存在于各个生物体内。而DNA中的碱基，就如同梯子中的横杆一样，把两条DNA链结合起来。其中，每一个碱基都与特定的碱基匹配，在一般情况下，A只与T相连，而C只与G相连。生命的所有遗传指令，就是由这4种碱基来进行编码的，它可以决定基因产物，即蛋白质，是如何构建起来的。
　　现在，生命的“字母表”中又多了几个字母。最近科学家宣布，他们成功制造出一种活细胞，其基因组中多了2种人工合成的外来碱基。也就是说，这种细胞内的DNA共有6种碱基。这绝对是生物学研究中的一个重大的突破。那么他们是如何做到的？
　　具有6种碱基的大肠杆菌
　　其实早在20世纪60年代，科学家就开始思考，生命是否可以使用其他的化学物质去存储信息。直到1989年，来自瑞士联邦理工学院的研究人员，成功地把全新修改过的胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）编入到DNA分子里。在试管反应实验中，这些具有特殊碱基对的DNA可进行自我复制，还可以产生相应的RNA和蛋白质，即进行了基因表达。
　　之后，来自美国加州斯克里普斯研究所的研究人员所做的研究更加彻底。在2008年前后，他们选择了60种分子作为可以替代现有碱基的候选者，然后让它们互相组合来进行实验。他们在3600种组合方式中筛选出了一对最有前途的候选者，它们分别称为d5SICS和dNaM。最终，在试管中的反应实验中，研究人员成功地使这些具有外来碱基对的DNA进行自我复制和基因表达。
　　最近，这些研究人员又成功地把这种含有外来碱基对的DNA弄到活细胞里了。他们是利用一种被称为质粒的DNA来实现的。质粒是一种比较短的环状DNA，是细胞中独立于染色体之外的一段DNA，可以独立地进行自我复制和基因表达。研究人员把d5SICS和dNaM编入到这种质粒中，然后把这种质粒注射到大肠杆菌中。大肠杆菌就获得了人工合成的碱基对。
　　但这里有一个大的问题。在细胞不断分裂时，DNA是需要自我复制的，如果要保证之后每个细胞都能把含有外来碱基对的质粒接受并保留下来，细胞内必须有合成这种外来碱基对的原材料，但显然，细胞中是没有这种原材料的。那怎么解决这个问题呢？
　　研究人员的解决办法是，把一段来自硅藻的基因片段转入到大肠杆菌里。这个基因片段可以产生一种特殊的蛋白质，它允许分子穿过细菌的细胞膜。把大肠杆菌放到具有合成这组外来碱基对的原材料的溶液中，在硅藻基因产生的蛋白质的作用下，原材料就可以进入细胞内部，质粒就可以不停地复制下去，并在细胞分裂时得以保留。研究人员利用这种办法，使得包含外来碱基对的细菌复制持续了近一个星期，直到合成材料被耗尽。
　　很显然，上面这种具有外来碱基对的大肠杆菌很难在实验室外生存下去，不过，那些来自瑞士联邦理工学院的研究人员正在想办法改进实验，使得细胞可以自我合成出外来碱基对，而不需要原材料的供应。
　　更多种类的氨基酸
　　生物学家告诉我们，所有的生物体中用来合成蛋白质的氨基酸一共有20种，其中一个氨基酸是由DNA中3个相邻的碱基所组成的“密码子”来决定的。如果再加上2种外来的碱基的话，在理论上，DNA就可以合成172种的氨基酸。这样，DNA将具有更强大的编码氨基酸的能力。可以这么理解，如果你所写的一本书要求只使用4个字母来完成，你就不会有很多的单词，也就很难讲述一个好的故事。不过，如果你的书可以有更多的字母的话，你就可以发明一些新的单词并找到新的方法来使用这些单词，你就有可以讲述更加生动有趣的故事。所以，研究人员正在努力让这种包含外来碱基的DNA编码出其他种类的氨基酸。
　　如果包含外来碱基的DNA可以编码出其他种类的氨基酸的话，科学家可以利用这个技术，使得细胞组织能产生特定药物分子或其他有用分子的，那么会有很多潜在的应用。例如，可以使得细胞产生一种可发光的氨基酸，这种氨基酸就可以帮助科学家在显微镜下追踪生物的反应过程。或者，可以产生一种有毒氨基酸，以此构成的蛋白质可以用来专门杀死癌细胞。所以说这个技术潜力巨大，研究人员已经创立了一家公司，准备来进行商业化的运作。
　　科学家相信，在未来，一个完全由外来碱基构成的细胞也是可以制造出来的。但是，在此基础之上，制造一个多细胞的有机体将是一个巨大的挑战。因为DNA的运作方式十分复杂，涉及到很多方面，现在科学家还不能完全掌控它，所以要达到这个目标有很长的路要走。