1月17日,我國(guó)學(xué)者在國(guó)際權(quán)威刊物《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上發(fā)表研究論文。借助被稱(chēng)為UdgX的特殊酶分子,該研究發(fā)明了靈敏性好、特異性強(qiáng)、分辨率高的DNA脫氧尿嘧啶(dU)檢測(cè)技術(shù),第一次用酶法在單堿基分辨率水平上精準(zhǔn)檢測(cè)DNA中的dU,實(shí)現(xiàn)了DNA中dU堿基檢測(cè)技術(shù)的根本性突破。
DNA是生物體的遺傳密碼。通常認(rèn)為它們包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鳥(niǎo)嘌呤(G)和胞嘧啶(C)4個(gè)堿基。后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn),DNA中還存在另外的堿基dU。這些堿基共同組成了DNA的基本元素。但是,迄今為止人類(lèi)還難以從單個(gè)堿基分辨率水平上檢測(cè)到dU。
在艾滋病病毒的DNA中,每20個(gè)堿基就有一個(gè)以上的dU;而在瘧原蟲(chóng)的DNA中,dU占?jí)A基的比例大約為十萬(wàn)分之一。dU既能通過(guò)C堿基脫氨產(chǎn)生,又能“冒充”T堿基摻入到基因組中。由于缺乏敏感又特異的單堿基分辨率的dU測(cè)序技術(shù),迄今為止人類(lèi)并沒(méi)有像其他堿基那樣實(shí)現(xiàn)dU在DNA中的精準(zhǔn)定位。即現(xiàn)在的dU檢測(cè)技術(shù)可以證實(shí)若干堿基中存在dU堿基,但是并不能確定dU堿基位于什么樣的具體的堿基之間。
dU堿基的生物學(xué)意義是什么?dU堿基在疾病發(fā)生發(fā)展中的意義又是什么?要回答這些問(wèn)題,取得單堿基分辨率水平上的dU堿基的檢測(cè)和定位的突破是前提。
dU具有雙面性,它有時(shí)充當(dāng)人類(lèi)健康的朋友,有時(shí)又可能是人類(lèi)健康的敵人。許多報(bào)道發(fā)現(xiàn),當(dāng)機(jī)體面對(duì)不同抗原時(shí),免疫細(xì)胞需要dU作為中間體,產(chǎn)生多種抗體,幫助抵御病原體對(duì)人類(lèi)的侵害。而當(dāng)腫瘤或心血管疾病患者體內(nèi)出現(xiàn)dU時(shí),則可能導(dǎo)致患者的基因組不穩(wěn)定,加速患者病情發(fā)展。顯然,精準(zhǔn)檢測(cè)dU在DNA中的分布情況,將有助于評(píng)估人類(lèi)個(gè)體的生理學(xué)機(jī)能和疾病的預(yù)后。
然而,尋找DNA中dU的精確位置如同大海撈針。我國(guó)學(xué)者經(jīng)過(guò)多年的探索,發(fā)明了優(yōu)越的單堿基分辨率的dU測(cè)序技術(shù)。研究人員用一句話總結(jié)該技術(shù):依靠UdgX并結(jié)合DNA高保真聚合酶的dU測(cè)序技術(shù),并將該技術(shù)命名為Ucaps-seq。基于該技術(shù),今后可以像檢測(cè)DNA中的A、T、G和C那樣精確地檢測(cè)DNA中的dU。
Ucaps-seq測(cè)序技術(shù)是國(guó)際上第一個(gè)酶法檢測(cè)DNA中的dU堿基的技術(shù),酶法測(cè)序技術(shù)靈敏性好、特異性強(qiáng)和分辨率高,且效率高成本低,很少發(fā)生假陽(yáng)性,也很少受到干擾因素的影響。