科学家确定DNA的第7种和第8种碱基

2011-7-25 10:34 来源: 中国科学院
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  据美国每日科学网站7月22日(北京时间)报道,美国科学家在7月21日出版的《科学》杂志上撰文指出,他们找到了DNA的第7种、第8种碱基,并在人体胚胎干细胞和实验老鼠器官染色体组的DNA中发现了这两个碱基的踪迹。科学家们指出,最新发现对干细胞和癌症研究非常重要。

  几十年来,科学家们一直认为DNA中只包含有4种碱基:腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶,这4种碱基已成为我们对基因代码如何形成生命的认识的基础。然而不久前,科学家们将碱基的数量扩展到了6种(第5种碱基:5-胞嘧啶甲基,第6种碱基:5-胞嘧啶甲基羟基)。

  现在,北卡罗来纳大学医学院生物化学和生物物理学教授张毅(音译)领导的研究团队则表示,他们已经发现了DNA的第7种碱基5-胞嘧啶甲酰(5-formylcytosine)和第8种碱基5-胞嘧啶羧基(5-carboxylcytosine)。科学家指出,最新的这两种碱基实际上都是胞嘧啶经由Tet蛋白修改后得到的“变身”。Tet蛋白是一种分子实体,其在DNA脱甲基过程和干细胞重新编程方面起关键作用。

  此前,科学家们已对第5种碱基有所了解——当一个化学标签或甲基被固定到一个胞嘧啶上时,第5种碱基就会出现。这个甲基化作用同基因沉默有关,因为它会导致DNA的双螺旋折叠得更加紧密。

  去年,张毅团队报告称,在一个4步反应的第一步,Tet蛋白能将第5种碱基转变为第6种碱基,但他们没有再接再厉,继续进行该实验,导致他们与第7种、第8种碱基“失之交臂”。

  研究团队最终发现,问题不在于Tet没有参与第二步和第三步,而是他们的实验工具的敏感度不足以探测到两种新碱基的存在。因此,他们重新设计了实验并探测到了最新的两种DNA碱基,并在人体胚胎干细胞和实验老鼠器官染色体组的DNA中发现了它们的踪迹。

  张毅表示:“新碱基代表了DNA脱甲基过程中的一个中间状态。通过去甲基化或重新激活DNA甲基化所沉默的肿瘤抑制基因,它们可能为干细胞重新编程和癌症研究提供非常重要的信息。”