人们一直认为 DNA 编码的指令是所有生命通用的，例外情况极少。但一项刊登在《科学》上的最新研究发现，自然界中的生物又一次打破了既定的规则。
美国能源部联合基因组研究所的 Edward Rubin 领导研究团队，获得来自 1776 种(包括 17 个人体区域)的微生物宏基因组数据，以便在其中寻找重编码事件(对遗传编码的解读不同于绝大多数生物)。
研究团队专门就终止密码子(命令蛋白合成停止的遗传序列)的重编码进行了分析，寻找那些将终止密码子当成“前进”信号，还继续往蛋白上添加氨基酸的事件。他们发现，这样的事件在样本中大量存在。
这一发现对于合成生物学有着重要的：人们可以利用重编码让合成生物抵抗病毒感染，或者合成生物感染计划以外的宿主。“这项研究向人们展示了遗传密码的可变性，”耶鲁大学的生物工程师 Farren Isaacs 说。
研究人员先用传统的编码规则预测 1kb 以上的 DNA 序列编码什么样的蛋白，如果预测的蛋白短得异常，他们就会考虑终止密码子是不是实际被当成氨基酸用了。结果他们发现重编码现象广泛存在，在来自某些的样本中，甚至占到了序列的 10%。
研究显示，人体内的微生物特别容易发生重编码事件。尽管人体样本只占总样本数的 10%，但有超过半数的重编码密码子来自于人体样本。
Rubin 介绍道，人们曾经在自然界中发现过重编码现象，但远没有达到这样的水平。这是因为，绝大多数研究都是针对能够在实验室里培养的微生物。“当我们将研究范围扩大，既定的规则就，”他说。
病毒需要劫持宿主的细胞机器来进行复制。如果病毒和宿主解读遗传密码的方式不同，那它就很难进行感染。重编码还可以帮助人们人造细菌与天然细菌发生遗传信息的交换，这一点有望对生物安全产生重大影响， Isaacs 说。 Isaacs 花了六年时间，在大肠杆菌中利用重编码将一个合成氨基酸整合到它的蛋白中。
然而 Rubin 的研究显示，在某些中(例如人类口腔)尽管编码并不兼容，细菌还是会被噬菌体感染。
哈佛大学遗传学大牛 George Church 并不担心这个问题，他正领导一项 E. coli 的重编码项目。Church 认为，人工合成的重编码生物跳过了进化过程，没有经历持续性的进化选择压力。在编码不兼容的情况下，它们不会那么容易受到天然病毒的。他表示：“如果你趁病毒不注意的时候彻底改变宿主的基因组。对于病毒来说，就会有大量需要同时适应的改变，这远远超过了病毒群体的适应能力。”
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