近日來自上海交通大學生命學院的研究人員在DNA骨架硫修飾科學領(lǐng)域又取得新進展，揭示了DNA抗氧化損傷的新機制。相關(guān)論文“Phosphorothioate DNA as an antioxidant in bacteria”發(fā)表在公布在國際知名分子生物學刊物《Nucleic Acids Research》上。

上海交通大學生命學院的鄧子新院士及汪志軍副教授為這篇文章的共同通訊作者。博士研究生謝新強和副研究員梁晶丹為論文共同第一作者。鄧子新院士早年畢業(yè)于華中農(nóng)業(yè)大學，2005年當選為中國科學院院士。鄧子新院士長期從事微生物分子生物學研究，在重要類別抗生素生物合成基因克隆、定位、結(jié)構(gòu)功能分析、表達和遺傳調(diào)控機制、抗生素代謝工程與藥物創(chuàng)新、天然產(chǎn)物的生物化學與組合生物合成等方面取得了系統(tǒng)性研究進展。

對DNA的研究是生命科學領(lǐng)域最引人注目的研究內(nèi)容之一。早在20世紀50年代，科學界就已經(jīng)確認DNA是生命的遺傳物質(zhì)，它由碳、氫、氧、氮和磷5種元素構(gòu)成。1953年，DNA分子雙。旋結(jié)構(gòu)的揭示開創(chuàng)了分子生物學的新時代。

在基本的DNA骨架之外，DNA修飾是另一個專門領(lǐng)域。1965年，細菌中DNA甲基化修飾的發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成了對DNA結(jié)構(gòu)的重要補充。甲基化修飾可限制外來DNA的入侵，使生物遺傳保持穩(wěn)定性，它在基因表達、基因沉默等方面的作用對分子生物學的發(fā)展起到里程碑式的貢獻。這一發(fā)現(xiàn)開啟了DNA甲基化修飾新領(lǐng)域，并由此誕生了一個新的學科——表觀遺傳學。

2007年，鄧子新課題組在一種細菌的DNA骨架上發(fā)現(xiàn)了磷硫酰化修飾，其精細結(jié)構(gòu)為“R-構(gòu)象的磷硫酰”，該發(fā)現(xiàn)構(gòu)成了對DNA結(jié)構(gòu)修飾的又一全新補充。

在新文章中，研究人員通過系統(tǒng)研究磷硫酰化修飾DNA（sDNA）與過氧化物的相互作用揭示sDNA可與多種過氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，或使DNA斷裂，或發(fā)生硫氧互換，或?qū)?/SPAN>sDNA氧化成正常DNA。此外，sDNA還可以還原或中和雙氧水。顯然，這些特性可賦予微生物在氧化逆境中的生存優(yōu)勢。

生物往往需要有氧代謝來高效供能。然而，有氧代謝又常常伴生過氧化物、超氧化物、羥基自由基等，對蛋白質(zhì)、DNA等生物大分子造成氧化損傷。生物進化出多種機制來清除這些氧化劑，如谷胱甘肽、過氧化物酶、超氧化物歧化酶等。新研究為首次報道硫修飾作為DNA抗氧化損傷的新機制。