超过60%的药物，包括抗生素和癌症治疗药物，都来自于由代谢基因编码的小分子形式的天然产物。这些分子通常形成复杂的化学结构，而且是在包括细菌、植物和人类在内的多种生命形式中经过数十亿年的进化而形成的。然而，使这些结构成为可能并因此维持生命的数十万个遗传途径在很大程度上仍未得到探索，部分原因是不同物种之间的遗传和分子相互作用的变化的极其复杂性。

然而，在一项新的研究中，来自耶鲁大学的研究人员利用计算生物学和DNA合成技术构建出由他们开发的计算机辅助设计软件产生的“合成基因元件（synthetic genetic element，SGE）”，并利用所产生的SGE重新设计了遗传途径：基因及其调控区域，使它们能够在包括革兰氏阴性菌和、革兰氏阳性菌和真核生物在内的各种宿主有机体中表达，从而将生物合成能力与宿主范围的限制脱钩，激活沉默的遗传途径，基于此，他们确定了它们的分子功能（Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.03.008）。

图片来自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.03.008。

利用这种新的工具，这些作者能够发现人类微生物组的一种遗传途径如何编码一类以前未知的核苷酸代谢物，他们称之为tyrocitabines。tyrocitabines具有显著的正酯磷酸盐特征，抑制翻译活性，并招募了意想不到的生物合成机制，包括一类“Amadori合酶”和“abortive”tRNA合成酶。他们报告说，这类代谢物抑制了翻译活动，并与其他几十种尚未发现的遗传途径有关。

如今，这些作者正在努力扩大对这一新发现的使用，以最终探索数以千计的以前未知的遗传途径，这些遗传途径可能解释这类代谢物在自然界的作用并产生可能的治疗效果。