图 | LUCA 基因的系统发育树（来源：Nature Microbiology）
到此为止，还是会继续扩展？对氧环境的适应或许能够对氨基酸种类的扩展进行解释，但为什么停在了 20 种氨基酸的情况？Freeland 说，“很明显，20 种氨基酸已经足够适应整个生命周期的不同环境。”
事实上，生物体中至少还有更多的 2 种氨基酸，虽然在人类蛋白中只发现了其中的一种，即硒代半胱氨酸。这种氨基酸出现在 25 种人类蛋白的活性位点上。“这体现出氨基酸演化还在继续，但以目前的情况，或许新氨基酸的加入过程会十分困难，”西班牙巴塞罗那生物医学研究所的分子生物学家 Lluis Ribas 说，“如果新氨基酸想要加入，那么必须通过非常原始的途径。”
Riblas 进一步观察了蛋白合成的机制，即氨基酸的转运过程。这一过程在细胞的核糖体上发生，核糖体由非常复杂的 RNA 和蛋白分子构成。每一个氨基酸由一个特定的转运 RNA（tRNA）分子携带，通过羟基形成酯，后与新形成的蛋白链进行反应。正确的氨基酸顺序由信使 RNA 分子翻译，信使 RNA 可与 tRNA 分子碱基配对。每一个 tRNA 都含有 3 个碱基，这 3 个碱基就是密码子，会对应 20 种氨基酸中的一种。
考虑到每个氨基酸由 3 个碱基序列编码，你可能会猜想这一共有 64 种可能的组合（每一个碱基有 4 种可能）。即便是有 3 个终止密码子指导蛋白合成的停止，仍有 61 种可能的组合。那么为什么会停留在 20 种氨基酸呢？“这一限制来源于 tRNA 对氨基酸的识别能力。”Ribas 说。每一种 tRNA 分子都有特殊的三级结构被用来识别氨酰-tRNA 合成酶，这种酶可以将正确的氨基酸与 tRNA 连在一起。通过研究 tRNA 的结构，Ribas 发现想要有新的氨基酸加入，就必须合成可以识别新氨基酸而不会错误识别成已有氨基酸的 tRNA 分子，同时需要与已有蛋白翻译机制相融合，因此这样的结构很有限。
图 | 氨基酸密码子（来源：SigmaAldrich）
“这就像你有一个非常简单的锁，只能更改 3 到 4 个齿。目前已经无法作出新的钥匙了，因为新钥匙会打开已有的锁。”他解释道。也就是说，目前已经无法创造出新的 tRNA，这种 RNA 不会被错误的识别。在现代生物学中，大多数氨基酸可通过多于 1 种密码子编码——这也帮助提高了翻译的准确性（氨基酸错误结合发生的概率约为 1000 到 10000 次分之一。）
扩展氨基酸密码，是否能重新书写生命？Ribas 说他的工作同时也对合成生物学家有意义，这些合成生物学家尝试进一步对遗传密码进行扩展，加入非天然氨基酸。2011 年，包括哈佛大学合成生物学家 George Church 团队的研究成功移除了大肠杆菌三个终止密码子中的一个，这就允许他们将非天然氨基酸取代原先终止密码子的位置。
但 Ribas 不确定合成生物学家的这项策略是成功的。“如果你尝试建造体内系统创造含有非天然氨基酸的蛋白，这并不是一种高效的做法，通常将会出现一些特殊的问题，”他说。而 Ribas 则希望创造出新的能符合现有蛋白翻译机制的 tRNA 分子。“我不认为除了对整个机制进行改造，还有别的方式。”虽然目前已经有一些其他的方式出现。
即使这些方式是可能的，Freeland 也认为这并不会有什么好处。“进化理论告诉我们，现在我们有的这套氨基酸包含了一切可能的微观世界。”是否扩展生命的氨基酸字母表或许有待进一步应用研究，但目前已有大量证据证明，生命的 20 种氨基酸是被选择出来的，而不是“冰冻事件”。
但 Freeland 对看起来像是按顺序进行化学演化的想法表示担忧和反对。或许这种演化曾经十分混乱，涉及许多不同类型的分子机制。“从无到有的方式看起来很诱人，因为这是化学家尝试进行反应时会按照这种情况。但这并不是宇宙中发生的事情，宇宙中充满了凌乱的化学反应。”
