脱氧核糖核酸(DNA)是生命体的遗传物质,决定生物的特征和多样性。生命的遗传信息存储在由腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)四种碱基组成的DNA序列中。1977年前苏联科学家在感染蓝细菌的一株噬菌体中发现由2,6-二氨基嘌呤(Z)、G、C、T组成的DNA,该类特殊DNA中的Z完全取代了正常的A,且Z与T配对形成更稳定的三个氢键,极大地改变了DNA的物理化学特征。长期以来,特殊DNA的合成机制及存在的普遍性和生理意义一直是未解之谜。
国家重点研发计划“合成生物学”重点专项“新天然与人工产物的定向挖掘和高效合成的平台技术”项目在该特殊DNA的合成机制研究上取得重大进展。天津大学研究团队联合上海科技大学、美国伊利诺伊大学等研究团队,解析了该特殊DNA的合成机制,其中包括关键酶参与的2,6-二氨基嘌呤脱氧核糖核苷酸(dZTP)的生成和脱氧腺苷三磷酸(dATP)的消除,并发现这种特殊DNA遍布全球,大量能感染细菌的噬菌体都含有这种DNA。该研究还发现该特殊DNA可以规避识别位点中含有A的限制性内切酶的切割,因此含有该种特殊DNA的噬菌体可以逃避宿主的免疫防御从而具有进化优势。
该项重大发现对生命起源、物种进化、系统生物学的研究具有重要理论意义,在超级耐药菌感染的治疗、绿色无抗生素畜牧饲料和食品保存技术开发、新型纳米材料制备、DNA信息存贮等领域具有潜在应用价值。该研究成果近期发表在《Science》杂志上。
论文链接:https://science.sciencemag.org/content/372/6541/512.full
注:此研究成果摘自《Science》杂志,文章内容不代表本网站观点和立场,仅供参考。
[来源:科技部生物中心]
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