L’équipe dirigée par Floyd Romesberg (Scripps Research Institute, La Jolla, Californie) est parvenue à intégrer dans le génome d’une bactérie, Escherichia coli, une nouvelle paire de bases nucléiques, d5SICS et dNaM, dont la présence a été tolérée par la machinerie de réplication du micro-organisme : cette paire de bases non naturelles se retrouvait dans 99,4 % des descendants de la bactérie. Ces bases inédites ne figuraient pas dans les chromosomes de la cellule, mais dans un plasmide.
Les travaux ont d’abord consisté à modifier la bactérie E. coli afin qu’elle incorpore dans son enveloppe externe des protéines de transfert qui permettaient le passage depuis le milieu de culture des nouveaux nucléotides triphosphates particuliers, précurseurs des deux bases d5SICS et dNaM. Il a fallu greffer à la bactérie des porines provenant d’une algue permettant cette entrée. Cette première opération avait pour but de permettre ‘incorporation dans la bactérie des nucléotides triphosphates nouveaux, nécessaires à la réplication du plasmide où la nouvelle paire de base avait préalablement été intégrée.
La réplication des plasmides est réalisée par les polymérases qui ont aussi une activité correctrice de type exonucléasiques. Cette activité de contrôle aurait donc pu être un problème. In vitro, il avait été démontré qu’une polymérase particulière pouvait répliquer efficacement la paire d5SICS-dNaM. Les chercheurs ont donc  placé  la nouvelle paire de base dans une région du plasmide dont ils présupposaient qu’elle était sous le contrôle de cette polymérase.

Les chercheurs ont pu obtenir jusqu’à dix générations de bactéries possédant encore ces bases exotiques dans leur ADN.

Ainsi, avec un code génétique à 6 bases azotées, on peut envisager non plus l’utilisation des seuls 20 acides aminés traditionnels de la biologie mais aussi des acides aminés des chimistes dont le nombre dépassent 300.