反响热烈
新发现让邓子新兴奋不已,“十多年来,我们都是在黑暗中探索,如今,一个石沉大海的谜被解开了,突然眼前一亮,就像站在上海东方明珠电视塔上一样,一切都那么开阔,可以看得那么远”。
然而,这一研究成果在化学界和生物界引起的瞬时共鸣反应,还是多少有点出乎邓子新的意料。在论文上网后的第三天,也就是11月17日,美国化学会在《化学与工程新闻》周刊上发表题为《DNA骨架中换进了硫元素》的评述文章,配发DNA上硫修饰的化学结构示意图,并醒目地以“硫元素的意外”为题进行了介绍。
美国化学学会的文章说:“有一种人造的DNA修饰物,原本只是生物化学家和基因治疗专家们工具箱中的常见药,现在发现细菌也可以天然合成。”
“这篇最新的研究报道源于邓研究团队持续十几年来的工作。他们证实将硫掺入到DNA中的过程是由5个酶协同完成的。在很多细菌中都发现了这套酶,但还没有人在高等生物中寻找或找到过。”帝丹说。
10月24日,《自然中国》特写刊物也将这一成果列入《最新研究亮点》,并配发了由著名肿瘤学专家Felix Cheung专文撰写的题为《DNA化学之硫降解篇》,称“科学家们知道硫元素结合到DNA骨架上会使之降解,但至今不知道这原本是一种硫修饰的化学,并被中美科学家联合破解为DNA的磷硫酰化,且证明是由一个称作dnd的基因簇来完成整个修饰过程”。
邓子新说:“以生命大分子为对象的这项成果能够强烈地被化学家和生物学家共同感知或吸引,并认识到它的重要性,这并不出乎我的意料,更说明今天生物学与化学结合得非常紧密,DNA大分子是生物的遗传物质,属于生命科学的范畴,但在结构上又涉及到化学问题,在生理功能上又属于生物学问题。今天,在我们已经认知多年的DNA化学结构中,最终还是用先进的化学手段鉴别出一种新元素硫。诚然,生物学家和化学家们共同关心的问题太多了,兴许正是这种学科交叉和共识才是明日新科学突破的催化剂或希望所在。”
让人浮想联翩
1965年,瑞士科学家沃纳·阿贝尔(Werner Arber)根据在实验中观察到的现象,首次提出细菌的限制——甲基化修饰系统机制。1978年,阿贝尔和两位美国科学家获得诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们在“发现限制酶及其在分子遗传学方面的应用”。这一发现开启了DNA甲基化修饰的新领域。
作为DNA结构的第一个补充,DNA的甲基化修饰限制系统十分引人注目。它可以限制外来生物入侵,使生物体保护自身遗传稳定性;它在基因表达、基因沉默等方面的作用对分子生物学的发展具有里程碑式的贡献。科学家们后来发现这种修饰可以遗传,他们开始以全新的视野来理解生命现象,一个新的学科——表观遗传学诞生了。
如今,在天然DNA骨架上发现的硫修饰构成了对DNA结构的又一新补充。“DNA上还会有其他类别的修饰吗?又会是怎样的修饰?这项发现不禁让人浮想联翩。”新英格兰生物实验公司的首席科学家理查德·罗伯特是1993年诺贝尔生理学或医学奖获得者,他在美国化学会评述文章中如此感叹。
邓子新说:“以前从来没有人在DNA骨架上发现过修饰,这是第一次,但这种现象为什么会存在呢?我相信存在本身就有它的意义。磷硫酰化的DNA可能控制着基因的表达等,其潜在的生物学和生物工程学意义还需要我们一步一步去阐明。”
在谈到下一步的打算时,邓子新说:“经过了20年的努力,开辟了这个领域,我们肯定要在相关领域中领好头。国际学术界认可了我们的工作,认可了这个开创出来的领域,这是个契机。我们必须保持在这个基础研究领域的领先地位,为应用创造机会,并希望我们的研究成果能得到实际应用,造福社会。”
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