颠覆课本！细菌不用模板也能造DNA，中心法则被挑战
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1983年，哈佛大学有一位年轻的研究员，在实验之时意外发现，有一种来自病毒的酶居然能够以RNA作为模板来合成DNA，而这一“逆中心法则”类的发现最终让他获得了诺贝尔奖。四十年后的现今时刻，相似的具有戏剧性的场景又一次上演，来自美国纪念斯隆凯特琳癌症中心的研究团队，在细菌身上发现了一种全新的机制，该机制完全不依赖任何核酸模板，仅仅凭借蛋白质结构就直接制造DNA。
生命教科书被撕开一道口子
科学界所公认的那个“中心法则”，自从1957年被提出之后，一直都被视作是生命科学的基石，该法则表明，遗传信息仅仅能够从DNA流向RNA，接着再流向蛋白质，这个单向传递流程从来都没有被质疑过；然而，这项在《科学》杂志上发表的最新研究，首次证实了，在微观细菌的世界里，存在着一种被叫做DRT3的防御系统，它能够完全不遵照上述的规则。
借助高分辨率冷冻电镜技术，研究团队清晰捕捉到了该过程的关键环节 ，DRT3系统内部有两名“酶工程师” ，他们分工明确，一位按传统模式开展工作 ，另一位采取了完全颠覆性策略。学界认定这一发现是自逆转录酶被发现后，对生命信息传递规则最为猛烈的一次挑战。
两个酶工程师的奇妙配合
在DRT3统里两位属于核心的成员的开展协作的方式可以说是相当精妙，第一位成员Drt3a要依靠一段并非编码RNA当作“设计蓝图”，严谨依照根据A搭配T、C搭配G的碱基互补配对的原则，一段一段地合成出由“GT”重复构建而成的单链的DNA，此过程遵循了如同教科书样式的标准操作。
就另一位成员Drt3b而言，其表现令所有研究者大为震惊。在高分辨率冷冻电镜呈现出它的活性中心之际，该活性中心完全被自身蛋白质结构所占据。并且没有给其他核酸模板预留任何位置。这表明Drt3b并不需要任何外部“蓝图”之举，采用自己的三维结构用作“分子模具”来直接制造DNA。
蛋白质自己当模板的惊人真相
研究团队做了进一步的解析，有相关发现，Drt3b活性中心里存有两个高度保守的氨基酸残基，分别是谷氨酸与精氨酸，而这两个氨基酸残基起到了决定性作用，它们就如同精确规划雕琢而成的“卡尺”以及“定位装置”，凭借颇具特色的形状、电荷分布，还有所形成的氢键，于微观层面营造出一个仅允许特定核苷酸原料进入的环境。
在接受采访之际，论文通讯作者Alex Gao异常兴奋地宣称，蛋白质自身能够充任DNA序列的蓝图，这着实是一个“巨大惊喜”。谷氨酸的侧链延伸进入结合口袋之后，其结构恰巧能够模拟一个“模板碱基”，精准识别并挑选了dATP，与此同时排斥其他有可能出现错误的核苷酸原料。
细菌防御武器库中的秘密杀手锏
由Drt3a所合成的poly(GT)单链，以及由Drt3b所合成的poly(AC)单链，会自行结合，进而形成完整的双链DNA产物。经由实验证实，这两者之中缺少任何一方均不行，它们共同构成了细菌用以防御噬菌体的有效武器。研究团队进行推测，这些具有序列规则的长链DNA，或许会在细胞里形成复杂的网状或者凝胶状结构。
当噬菌体展开入侵行动，尝试进行自身复制时，那复制所绝对必需的种种蛋白质与酶，会被这张“网”大量地吸附住，进而缠住，最终失去其应有的功能。从一般读者的视角去看，这情形宛如细菌于自己的细胞之内布置了一张“蜘蛛网”，专门用以捕获以及困住入侵的病毒。这种防御策略在巧妙程度方面远远超越了大多数人的想象范围。
不破不立的技术革命已在路上
《科学》杂志，同期的评论文章，明确指出，这项研究，发现了生命产生DNA的，另一种“全新方式”，挑战了遗传密码的中心法则。虽然Drt3b的机制，并不意味着遗传信息，可以从任意“蛋白质序列”，反向编码成“DNA序列”，但它证明了生命，可以实现对核酸合成规则的局部突破。
当下，科学家已然开启尝试，要把这一机制转变为基因编辑工具。与现存技术相较，这种不借助模板的DNA合成方式，兴许能带来更具效率、更精准的编辑能力。业内人士预估，此项技术在未来，有可能于DNA数据存储、新型药物研发乃至农业育种领域引发连锁效应。
从基础研究到临床应用的漫漫长路
审视往昔，逆转录酶的发觉径直催生了PCR 技术以及现代分子生物学，1983年那次意外的发现所引发的后续影响，直至如今仍旧在改变着医学诊断以及基因治疗的状况，当下这项新发现所处的时期，跟四十年前存在极其惊人的相似情形。
站在投资者的视角来看，此项技术距离实际投入应用起码还有5到10年的基础研究积累阶段。然而，已然有多个生物技术初创企业开始留意这一方向了。一位不希望透露姓名的基因编辑领域的专家告知媒体，一旦能够“编程”的聚合酶得以实现，那么它的商业价值将会难以估量。
一门持续寻觅例外、延伸界限的进程便是科学的历史，自中心法则得以确立起，至逆转录被意外发觉，再到当下蛋白质径直指引 DNA 合成，每一回突破皆使我们对于生命的认知更为深刻，你觉得这项具有颠覆性的发现，会于未来十年内转化为成熟的基因治疗技术吗，欢迎于评论区呈现你的观点，记得点赞转发以使更多人目睹这篇前沿科技报道。
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