表觀遺傳學(xué)修飾是一種不改變DNA序列的重要調(diào)控機(jī)制。DNA上的表觀遺傳學(xué)標(biāo)簽控制著基因的開(kāi)和關(guān)，可以決定細(xì)胞的命運(yùn)。目前已知的DNA修飾都是人們偶然發(fā)現(xiàn)的。

MIT和佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員最近開(kāi)發(fā)了一個(gè)探索未知DNA修飾的系統(tǒng)方法，并將其發(fā)表在二月二十九日的美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。“我們開(kāi)發(fā)的技術(shù)平臺(tái)可以發(fā)現(xiàn)新的核酸修飾，”MIT的Peter Dedon教授介紹道。

研究人員將生物分析化學(xué)、比較基因組學(xué)和長(zhǎng)讀取測(cè)序結(jié)合起來(lái)，在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了一種新的DNA修飾。這種修飾可以幫助細(xì)菌抵御入侵者，保護(hù)自己的基因組。Dedon及其同事認(rèn)為，細(xì)菌和病毒中應(yīng)該還有多種不為人知的DNA修飾，它們有望成為抗生素的新靶標(biāo)或者是基因工程的新工具。

辮苷（queuosine）和古嘌苷（archeosine）是微生物中的兩種RNA修飾，它們來(lái)自共同的前體——preQ0。佛羅里達(dá)大學(xué)的Valérie de Crécy-Lagard教授此前鑒定了這些RNA修飾所需的基因。她通過(guò)比較基因組學(xué)發(fā)現(xiàn)，不少細(xì)菌的DNA可能也存在這樣的修飾。研究人員通過(guò)質(zhì)譜分析證實(shí)，這些細(xì)菌DNA的確攜帶類似preQ0的結(jié)構(gòu)。他們將這種DNA修飾命名為dADG。

研究顯示，這些細(xì)菌的dADG修飾是防御體系的一部分。入侵病毒的DNA不存在這種修飾，會(huì)被細(xì)菌生產(chǎn)的限制性內(nèi)切酶降解掉。Dedon和de Crécy-Lagard正在其他細(xì)菌中探索dADG修飾的其他表觀遺傳學(xué)功能。

研究人員用單分子實(shí)時(shí)測(cè)序（SMRT）技術(shù)對(duì)dADG修飾進(jìn)行了分析。SMRT測(cè)序在遇到DNA修飾的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，“正確調(diào)整軟件就能獲取這個(gè)信號(hào)，了解DNA修飾處于基因組的什么位置，”Dedon說(shuō)。“這一技術(shù)能定位全基因組的DNA修飾。” 這項(xiàng)研究將SMRT測(cè)序、比較基因組學(xué)和生化分析結(jié)合起來(lái)，為人們提供了尋找和鑒定新DNA修飾的一條有效途徑。

近年來(lái)，表觀遺傳學(xué)尤其是DNA甲基化引起了人們極大的研究熱情。在芯片和二代測(cè)序技術(shù)的幫助下，研究者們通過(guò)檢測(cè)基因組的表觀遺傳學(xué)狀態(tài)，鑒定了大量值得深入研究的甲基化區(qū)域。 應(yīng)該如何進(jìn)一步研究或驗(yàn)證這些區(qū)域呢？對(duì)大量樣本進(jìn)行全基因組掃描顯然是不現(xiàn)實(shí)的，這樣做的成本太高。實(shí)際上，也沒(méi)有必要為了部分區(qū)域去檢測(cè)整個(gè)基因組DNA，本文介紹的工具就足以完成這樣的任務(wù)。

N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenine，6mA）是一種廣泛存在于原核生物的甲基化修飾堿基，主要在宿主防御系統(tǒng)中起作用。最近科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，6mA在真核生物中也比較普遍，而且承擔(dān)著重要的生物學(xué)功能。哈佛大學(xué)的施揚(yáng)教授和芝加哥大學(xué)的何川教授在權(quán)威期刊Nature Reviews Molecular Cell Biology上發(fā)表文章，回顧了真核生物6mA最近取得的研究進(jìn)展。這篇文章為人們展示了在基因組中檢測(cè)6mA的各種方法，比如特異性抗體和6mA敏感的限制性內(nèi)切酶。此外，文章還介紹了介導(dǎo)6mA的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶和去甲基化酶。

人類一生可以說(shuō)是一個(gè)不斷做出選擇的過(guò)程，比如決定是否節(jié)食、鍛煉或者吸煙。這些選擇會(huì)對(duì)我們的壽命產(chǎn)生或好或壞的影響，不過(guò)科學(xué)家們對(duì)其中的分子機(jī)制還知之甚少。愛(ài)丁堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在Genome biology雜志上發(fā)表文章指出，生活方式和環(huán)境對(duì)甲基化圖譜影響很大，甲基化模式實(shí)際上能夠預(yù)測(cè)死亡。他們把甲基化模式當(dāng)作衡量生理狀態(tài)的表觀遺傳學(xué)時(shí)鐘，由此判斷個(gè)體的壽命長(zhǎng)短。