凭借着近年来合成有机化学的进展,科学家已经能合成出特定手性的生物大分子,如多肽与核酸,这为清华研究组的工作奠定了良好的基础。朱听等人合成的是一种镜像DNA聚合酶,他们选择了含有174个氨基酸的非洲猪瘟病毒聚合酶X(ASFV pol X),通过全化学方法用镜像氨基酸合成并折叠出了该镜像蛋白。天然的ASFV pol X可以组装并延长DNA链,而镜像ASFV pol X可以在同样的时间内完成同样的任务,只不过使用的是镜像核苷酸。更有趣的是,将天然和镜像的ASFV pol X混合在一起时,它们也能各自合成自己的DNA,互不干扰。镜像ASFV pol X同样也能在镜像核苷三磷酸的供能下实现镜像RNA的合成,不过RNA合成的效率要低于天然的酶。
为了合成更简便,朱听和刘磊的课题组选择的ASFV pol X是最简单的聚合酶,功能有限,效率相对较低。一旦能合成出效率更高的DNA聚合酶,或许就能在医药产业中找到用武之地:短链的镜像DNA或RNA可以和人体内的靶点(如蛋白质等)相结合,以阻断它们的活性,而镜像体又不会轻易被体内的酶降解,因而具有天然优势。包括德国Noxxon医药公司在内的制药公司都对该领域的研究深感兴趣。朱听等人的下一步目标自然是合成更大、更复杂的镜像化合物,他们把目光放在了由352个氨基酸组成的Dpo4聚合酶上,甚至还有简单的核糖体。