據(jù)美國(guó)每日科學(xué)網(wǎng)站7月22日（北京時(shí)間）報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家在7月21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(xì)胞和實(shí)驗(yàn)老鼠器官染色體組的DNA中發(fā)現(xiàn)了這兩個(gè)堿基的蹤跡,。科學(xué)家們指出,，最新發(fā)現(xiàn)對(duì)干細(xì)胞和癌癥研究非常重要,。
幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為DNA中只包含有4種堿基：腺嘌呤,、鳥(niǎo)嘌呤,、胸腺嘧啶和胞嘧啶，這4種堿基已成為我們對(duì)基因代碼如何形成生命的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ),。然而不久前,，科學(xué)家們將堿基的數(shù)量擴(kuò)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(lái)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(tuán)隊(duì)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）,?？茖W(xué)家指出，最新的這兩種堿基實(shí)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(shí)體,，其在DNA脫甲基過(guò)程和干細(xì)胞重新編程方面起關(guān)鍵作用。
此前，科學(xué)家們已對(duì)第5種堿基有所了解——當(dāng)一個(gè)化學(xué)標(biāo)簽或甲基被固定到一個(gè)胞嘧啶上時(shí),，第5種堿基就會(huì)出現(xiàn),。這個(gè)甲基化作用同基因沉默有關(guān)，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致DNA的雙螺旋折疊得更加緊密,。
去年,，張毅團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱(chēng)，在一個(gè)4步反應(yīng)的第一步,，Tet蛋白能將第5種堿基轉(zhuǎn)變?yōu)榈?種堿基,，但他們沒(méi)有再接再厲，繼續(xù)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),，導(dǎo)致他們與第7種,、第8種堿基“失之交臂”。
研究團(tuán)隊(duì)最終發(fā)現(xiàn),，問(wèn)題不在于Tet沒(méi)有參與第二步和第三步,，而是他們的實(shí)驗(yàn)工具的敏感度不足以探測(cè)到兩種新堿基的存在。因此,，他們重新設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)并探測(cè)到了最新的兩種DNA堿基,，并在人體胚胎干細(xì)胞和實(shí)驗(yàn)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(guò)程中的一個(gè)中間狀態(tài),。通過(guò)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(xì)胞重新編程和癌癥研究提供非常重要的信息。”(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1126/science.1210597
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Tet Proteins Can Convert 5-Methylcytosine to 5-Formylcytosine and 5-Carboxylcytosine
5-methylcytosine (5mC) in DNA plays an important role in gene expression, genomic imprinting, and suppression of transposable elements. 5mC can be converted to 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) by the Tet proteins. Here, we show that, in addition to 5hmC, the Tet proteins can generate 5-formylcytosine (5fC) and 5-carboxylcytosine (5caC) from 5mC in an enzymatic activity–dependent manner. Furthermore, we reveal the presence of 5fC and 5caC in genomic DNA of mouse ES cells and mouse organs. The genomic content of 5hmC, 5fC, and 5caC can be increased or reduced through overexpression or depletion of Tet proteins. Thus, we identify two previously unknown cytosine derivatives in genomic DNA as the products of Tet proteins. Our study raises the possibility that DNA demethylation may occur through Tet-catalyzed oxidation followed by decarboxylation.
