近日來自上海交通大學(xué)生命學(xué)院的研究人員在DNA骨架硫修飾科學(xué)領(lǐng)域又取得新進展，揭示了DNA抗氧化損傷的新機制。相關(guān)論文“Phosphorothioate DNA as an antioxidant in bacteria”發(fā)表在公布在國際知名分子生物學(xué)刊物《Nucleic Acids Research》上。

上海交通大學(xué)生命學(xué)院的鄧子新院士及汪志軍副教授為這篇文章的共同通訊作者。博士研究生謝新強和副研究員梁晶丹為論文共同第一作者。鄧子新院士早年畢業(yè)于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。鄧子新院士長期從事微生物分子生物學(xué)研究，在重要類別抗生素生物合成基因克隆、定位、結(jié)構(gòu)功能分析、表達和遺傳調(diào)控機制、抗生素代謝工程與藥物創(chuàng)新、天然產(chǎn)物的生物化學(xué)與組合生物合成等方面取得了系統(tǒng)性研究進展。

對DNA的研究是生命科學(xué)領(lǐng)域最引人注目的研究內(nèi)容之一。早在20世紀(jì)50年代，科學(xué)界就已經(jīng)確認(rèn)DNA是生命的遺傳物質(zhì)，它由碳、氫、氧、氮和磷5種元素構(gòu)成。1953年，DNA分子雙。旋結(jié)構(gòu)的揭示開創(chuàng)了分子生物學(xué)的新時代。

在基本的DNA骨架之外，DNA修飾是另一個專門領(lǐng)域。1965年，細(xì)菌中DNA甲基化修飾的發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成了對DNA結(jié)構(gòu)的重要補充。甲基化修飾可限制外來DNA的入侵，使生物遺傳保持穩(wěn)定性，它在基因表達、基因沉默等方面的作用對分子生物學(xué)的發(fā)展起到里程碑式的貢獻。這一發(fā)現(xiàn)開啟了DNA甲基化修飾新領(lǐng)域，并由此誕生了一個新的學(xué)科——表觀遺傳學(xué)。

2007年，鄧子新課題組在一種細(xì)菌的DNA骨架上發(fā)現(xiàn)了磷硫?；揎?，其精細(xì)結(jié)構(gòu)為“R-構(gòu)象的磷硫?！保摪l(fā)現(xiàn)構(gòu)成了對DNA結(jié)構(gòu)修飾的又一全新補充。

在新文章中，研究人員通過系統(tǒng)研究磷硫?；揎?/SPAN>DNA（sDNA）與過氧化物的相互作用揭示sDNA可與多種過氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，或使DNA斷裂，或發(fā)生硫氧互換，或?qū)?/SPAN>sDNA氧化成正常DNA。此外，sDNA還可以還原或中和雙氧水。顯然，這些特性可賦予微生物在氧化逆境中的生存優(yōu)勢。

生物往往需要有氧代謝來高效供能。然而，有氧代謝又常常伴生過氧化物、超氧化物、羥基自由基等，對蛋白質(zhì)、DNA等生物大分子造成氧化損傷。生物進化出多種機制來清除這些氧化劑，如谷胱甘肽、過氧化物酶、超氧化物歧化酶等。新研究為首次報道硫修飾作為DNA抗氧化損傷的新機制。