上海交大團(tuán)隊(duì)揭示DNA磷硫?；蚪M修飾異質(zhì)性特征

馨婭

[本刊訊]上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院微生物代謝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄧子新院士團(tuán)隊(duì)由德林教授研究組與張大兵教授團(tuán)隊(duì)楊立桃教授研究組合作，在DNA磷硫?；揎椦芯糠矫嫒〉眯逻M(jìn)展：開發(fā)了PT-IC-seq和PT-IC-ddPCR兩種技術(shù)，首次定量地檢測(cè)了基因組上DNA磷硫酰化修飾位點(diǎn)，揭示了磷硫?；揎椩谌蚪M水平上的修飾都存在細(xì)胞之間異質(zhì)性。相關(guān)成果于2019年4月1日在線發(fā)表于PLoS?Genetics。

DNA是重要的遺傳物質(zhì)，儲(chǔ)存著所有蛋白質(zhì)和RNA的全部遺傳信息。DNA上的任何一個(gè)微小的變化都有可能改變生命的遺傳信息，影響生命活動(dòng)，如經(jīng)典的DNA甲基化修飾在生物界具有保護(hù)遺傳穩(wěn)定，調(diào)控DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及翻譯過程等重要功能。DNA磷硫酰化修飾是由鄧子新發(fā)現(xiàn)的，DNA骨架上硫原子取代磷原子上的非橋聯(lián)氧原子形成的一種新型DNA修飾。它突破了DNA由碳、氫、氧、氮、磷5種元素構(gòu)成的結(jié)論，拓展了經(jīng)典的DNA組成。由德林研究組曾利用單分子實(shí)時(shí)測(cè)序和碘切割依賴的測(cè)序技術(shù)繪制了大腸桿菌基因組DNA磷硫?；揎棃D譜，但這種新型DNA修飾的基因組分布規(guī)律和修飾頻率尚未知。

該研究團(tuán)隊(duì)將碘乙醇對(duì)磷硫?；揎椢稽c(diǎn)的特異性切割和新一代DNA測(cè)序技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)了PT-IC-seq技術(shù)，該技術(shù)可用于高通量研究全基因組水平上每個(gè)磷硫?；稽c(diǎn)的修飾頻率。通過PT-IC-seq分析發(fā)現(xiàn)，在大腸桿菌B7A和沙門氏菌Serovar?Cerro?87中的大多數(shù)磷硫酰化修飾位點(diǎn)都是保持著較低的修飾頻率（<5%），并且它們都表現(xiàn)出類似于甲基化修飾的異質(zhì)性特點(diǎn)。隨后，研究人員又引入了微滴式數(shù)字PCR技術(shù)，開發(fā)了可以絕對(duì)定量的PT-IC-ddPCR方法，相關(guān)分析進(jìn)一步印證了DNA磷硫?；揎椌哂械皖l和異質(zhì)性特征的重要發(fā)現(xiàn)。類似于甲基化異質(zhì)性，這種磷硫?；愘|(zhì)性能否提高細(xì)菌在逆性環(huán)境下的群體生存能力而賦予其種群進(jìn)化，上的優(yōu)勢(shì)，目前還不得而知。

該研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)關(guān)注DNA磷硫?；揎椀纳飳W(xué)研究，相繼解析了DNA磷硫酰化修飾基因組圖譜，修飾基因的功能和轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控機(jī)制，以及發(fā)現(xiàn)DNA磷硫酰化修飾限制系統(tǒng)并闡明了其作用機(jī)制。該工作是這種新型DNA骨架修飾生物學(xué)研究上的又一重要進(jìn)展，相關(guān)研究為磷硫?；揎椩谌蚪M水平的精確定位和定量鑒定提供了重要工具，對(duì)揭示修飾的過程和修飾的生理功能具有重要的指導(dǎo)意義。