Cei 20 de aminoacizi întâlniți în natură, fiecare cu proprietățile sale chimice, pot fi înșirați pentru a crea o proteină. Drept rezultat, proteinele îndeplinesc funcții extrem de diverse, de la catalizarea reacțiilor chimice până la întărirea structurii celulelor. Chiar dacă oamenii de știință au putut proiecta proteine mai performante, restricțiile date de existența celor 20 de aminoacizi împiedică eforturile științifice mai creative. Un nou studiu a depășit această limită prin crearea unui sistem ce poate asambla aminoacizi artificiali în proteine artificiale.
Cercetătorii de la Universitatea Scripps au proiectat un proces în care aminoacizii artificiali (nenaturali) corespund la patru baze ARN, în loc de trei. În timpul translației, fiecare aminoacid este codificat de o tripletă de baze ARN denumită codon. De exemplu, codonul AGG codifică aminoacidul arginină. Aproape toți codonii posibili au un aminoacid corespondent.
Cercetările anterioare privind includerea aminoacizilor artificiali au încercat să reproiecteze relația codon-aminoacid, dar acest lucru necesită și reproiectarea unei mari părți a mașinăriei celulare. În schimb, în cadrul noului studiu, cercetătorii au creat ARN de transfer personalizat (moleculele care realizează corespondența dintre codoni și aminoacizii respectivi) care corespunde la patru baze azotate din ARN. Deoarece doar au introdus ceva suplimentar la mașinăria celulară deja existentă, toate părțile acestui sistem au putut fi inserate în celulă fără a fi nevoie de modificarea sau dezactivarea unor procese naturale. După mai multe optimizări ale sistemului, cercetătorii au reușit să creeze proteine artificiale din aminoacizi artificiali.
Diferiții aminoacizi artificiali prezintă proprietăți chimice diferite, iar includerea lor în proteine duce la noi posibilități de utilizare a acestora: reglarea fină a funcțiilor proteice, etichetarea proteinelor, crearea de medicamente proteice al căror efect să dureze mai mult. Proiectarea și fabricarea proteinelor personalizate este deja în proces dificil, iar adăugarea unor aminoacizi care nu fac parte din fondul natural al celulei complică și mai mult sistemul.