八鹼基DNA結構問世，教科書又一次被改寫……

宇宙中可能存在的外星文明會是以怎樣的形式存在？遺傳物質會與人類DNA完全不同嗎？我們能否將「外星生命」看作是「生命」？這些科學界永恆話題似乎離我們太過遙遠。但近日，美國科學家的突破性成果為我們打開了一扇通往未來的大門…

中學即知，DNA是一種雙螺旋的長鏈聚合物，其基本組成單位是脫氧核苷酸，通過磷酸二酯鍵相連的脫氧核糖與磷酸組合成DNA骨架。每個脫氧核糖都會與一種鹼基相連，而已知的組成生命DNA的鹼基主要有A、T、C、G四種。不過，或許今後的教科書已無法再這樣簡單的描述了。

《科學》雜誌報道，來自美國的研究人員創造了一種新的DNA，即「hachimoji DNA」，其名稱來自日語單詞的8（hachi）和字母（moji），且所合成的DNA完全符合達爾文進化的結構要求。分析表明，與常規四種鹼基的DNA相比，擁有8種鹼基的hachimoji DNA在相同長度的DNA單位中囊括了更多信息，並且可以像常規DNA一樣轉錄成所需要的RNA，從而表達為目標蛋白質。

DNA，即脫氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid），是生物體一種最重要的基礎生命分子，可組成遺傳指令，協調生物遺傳、發育和生命機能的運作。DNA的主要功能是長期性的儲存信息，因此被比喻為「藍圖」或「食譜」。其儲存的是建構細胞內其他化合物的重要信息，例如人體中所發生的一切生物活動與變化都是經過DNA編碼的。

核苷酸是核糖核酸及脫氧核糖核酸的基本組成單位，是生物體內合成核酸的原料。根據糖的不同，核苷酸分為核糖核苷酸及脫氧核苷酸兩類。根據鹼基的不同，又分為腺嘌呤核苷酸（AMP）、鳥嘌呤核苷酸（GMP）、胞嘧啶核苷酸（CMP）、尿嘧啶核苷酸（UMP）、胸腺嘧啶核苷酸（TMP）和次黃嘌呤核苷酸（IMP）等，它們的有序排列組合方式指導著生命體對蛋白質的構建。

這項研究工作得到了美國宇航局（NASA）的大力支持。科學家認為，這一發現為「人類DNA不是宇宙編碼生命的唯一方式」這一觀點提供了最直接、有力的證據。換句話說，宇宙中完全有可能存在以hachimoji DNA作為遺傳信息載體的生命體。

探測地外生命是人類科技發展的一個重要目標，這項研究成果為我們描繪出外星生命可能具有的生命形式，大大豐富了已有的理解範圍。項目團隊負責人Steven Benner稱，「對hachimoji DNA的形狀、大小和結構的分析研究工作大大加深了我們對外星世界中可能存在的存儲外星生命信息的分子類型的理解。」

hachimoji DNA的突破性發現，表明了生命可能存在的多種形式。NASA總部天體生物學高級科學家Mary Voytek表示，「結合對儀器設計和任務概念的廣泛理解有利於我們探尋地球以外的生命。」

作者/朱張航宇

參考文獻：Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks, Science, 22 Feb 2019:Vol. 363, Issue 6429, pp. 884-887, DOI: 10.1126/science.aat0971

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