根据四月份物理学家组织网络的一份报告，美国哈佛大学的研究团队已经开发出一种新方法，可以使用遗传物质代码来创建合成聚合物。通过“进化”生产的合成聚合物是由聚合物制成的。该方法可以具有新的或改进的功能，例如作为化学反应的催化剂或增强疾病治疗的潜力。相关研究结果发表在最新一期的《自然与环境》上。化学”。在生物学中，DNA（脱氧核糖核酸），RNA（核糖核酸）和蛋白质等大分子是最常见的聚合物，这些聚合物具有卓越的性能。相比之下，人类创造具有定制属性的人造聚合物的能力非常有限。研究人员试图使用遗传密码来创建合成聚合物，但由于新分子必须与用于创建它们的遗传模板相似，这一事实常常阻碍了他们的努力。为了解决这个问题，由哈佛大学化学生物学教授刘大为（音译）领导的研究小组转向了自然界可以发现的类似过程。该系统不允许新的聚合物模块直接与DNA模板相互作用，而是依赖于“衔接子”。分子。每个衔接子都有一部分聚合物，该部分与模板结合形成新的聚合物。在该过程的最后一步，将衔接子切掉，从而允许从基因模板生成合成聚合物。该系统的一个有趣特征是所得合成聚合物不必与DNA模板具有任何结构关系。系统中与DNA碱基结合的部分是衔接子分子，因此可以从模板上物理删除。这种总体策略是严重的“抄袭”。自然界中蛋白质合成的过程，即tRNA（转移核糖核酸）分子结合信使RNA链，并将其携带的氨基酸剪接形成蛋白质。从理论上讲，在基因模板的指导下产生的新的合成聚合物也可以“进化”。具有独特的特性，这在实验室中几乎是不可能设计的。例如，假设您要创建一个合成分子，该分子可以打开与癌症相关的蛋白质的特定基因的表达。您可以搜索当前的研究结果，以获取有关如何构建这种分子的线索，也可以使用化学知识来确定可能的分子。但是，对于如此复杂的分子目标，这些努力通常会失败。进化的力量使实现这些雄心勃勃的目标变得更加可行。对于高分子科学家来说，从头开始设计一个非常特殊的分子并产生生物学反应是非常困难的，但是自然界的进化并不困难。大自然已经经历了几百万代的半随机尝试，并且每一代策略中最成功的部分都是通过其分子秘密传递给下一代。进化是迭代的。任何一代的小进步都将被继承并发展成未来的重大成功。刘教授说，他的下一个目标是使用该系统开发出可以实现更复杂功能的合成聚合物，然后将它们折叠成结构化的三维形状，从而结合生物医学或化学应用中的特定分子。 ，并最终催化化学反应。