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科學(xué)家確定DNA第7種和第8種堿基

日期:2011-09-28 10:31:52

據(jù)報道,美國科學(xué)家在721日出版的《科學(xué)》雜志上撰文指出,他們找到了DNA的第7種、第8種堿基,并在人體胚胎干細胞和實驗老鼠器官染色體組的DNA中發(fā)現(xiàn)了這兩個堿基的蹤跡。科學(xué)家們指出,最新發(fā)現(xiàn)對干細胞和癌癥研究非常重要。

 

幾十年來,科學(xué)家們一直認為DNA中只包含有4種堿基:腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶,這4種堿基已成為我們對基因代碼如何形成生命的認識的基礎(chǔ)。然而不久前,科學(xué)家們將堿基的數(shù)量擴展到了6種(第5種堿基:5-胞嘧啶甲基,第6種堿基:5-胞嘧啶甲基羥基)。

 

現(xiàn)在,北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)和生物物理學(xué)教授張毅(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊則表示,他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了DNA的第7種堿基5-胞嘧啶甲酰(5-formylcytosine)和第8種堿基5-胞嘧啶羧基(5-carboxylcytosine)。科學(xué)家指出,最新的這兩種堿基實際上都是胞嘧啶經(jīng)由Tet蛋白修改后得到的變身。Tet蛋白是一種分子實體,其在DNA脫甲基過程和干細胞重新編程方面起關(guān)鍵作用。

 

此前,科學(xué)家們已對第5種堿基有所了解——當一個化學(xué)標簽或甲基被固定到一個胞嘧啶上時,第5種堿基就會出現(xiàn)。這個甲基化作用同基因沉默有關(guān),因為它會導(dǎo)致DNA的雙螺旋折疊得更加緊密。

 

去年,張毅團隊報告稱,在一個4步反應(yīng)的第一步,Tet蛋白能將第5種堿基轉(zhuǎn)變?yōu)榈?/SPAN>6種堿基,但他們沒有再接再厲,繼續(xù)進行該實驗,導(dǎo)致他們與第7種、第8種堿基失之交臂。

 

研究團隊最終發(fā)現(xiàn),問題不在于Tet沒有參與第二步和第三步,而是他們的實驗工具的敏感度不足以探測到兩種新堿基的存在。因此,他們重新設(shè)計了實驗并探測到了最新的兩種DNA堿基,并在人體胚胎干細胞和實驗老鼠器官染色體組的DNA中發(fā)現(xiàn)了它們的蹤跡。

 

張毅表示:新堿基代表了DNA脫甲基過程中的一個中間狀態(tài)。通過去甲基化或重新激活DNA甲基化所沉默的腫瘤抑制基因,它們可能為干細胞重新編程和癌癥研究提供非常重要的信息。

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