2019年11月8日《自然-通讯》报道，美国西北大学的研究人员制定了一套设计规则，通过基因重编程指导核糖体将非标准单体结合到多肽中的特异性位点，合成超出自然限制的聚合物。这些聚合物可以为军队提供先进的高性能材料，如纳米电子材料、自修复材料等。
为了实现这一目标，研究者利用弹性酶（flexizymes）来扩大核糖体定向聚合反应的化学底物范围。弹性酶是一种tRNA酰化核酶，可制备各种非蛋白源性酰基-tRNA，其灵活的催化酰化规则允许研究者对遗传密码进行合理的编程和扩展。研究者利用4种不同的化学支架材料（苯丙氨酸、苯甲酸、异芳族和脂肪族单体）在不同的电子和空间因素作用下，对37种底物进行系统合成。结果显示，其中32个底物被酰化到tRNA上，并通过体外翻译成功掺入多肽链中。根据扩展规则，研究者还准确地预测了6个额外的单体的酰化作用。这些单体结合肽段的方式很特殊，它们直接掺入多肽醛基的N末端，发生正交生物共轭反应。
该研究扩大了核糖体可以利用的单体范围，为生物制造开辟一个新的方向，为将核糖体作为通用工具创造全新材料和药物奠定了基础。
