然化學家能設計具有所期望性能的新穎氨基酸，但這些氨基酸中只有少數幾種被細胞機器成功導入蛋白中。

即使在這種情況下，每次也只能將一個非天然氨基酸添加到一個蛋白上。理論上，四倍體密碼子的使用（而不是在天然蛋白合成中所用的三倍體）能夠提高靈活性，因為這樣可以提供額外的空白密碼子，以分配給異常的氨基酸。天然核糖體在解碼四倍體時效率非常低，并且無法通過演化來更好地完成此項任務，因為這樣的話它們會誤讀整個蛋白組。

Jason Chin及其同事繞過了這個問題，他們所采用的辦法是，創造和用合成方法演變并列的或“正交”的核糖體，這樣得到的核糖體能利用成對的非天然tRNA合成酵素/tRNA來解碼四倍體密碼子。這個體系有可能允許將多達200個新穎氨基酸導入通過基因編碼的人工設計的蛋白中。