“剪”去第七种碱基可打开基因
“剪”去第七种碱基可打开基因
日期：2011-08-07 作者：许琦敏 来源：文汇报
本报讯（记者许琦敏）“第七种碱基”可以打开基因。8月5日，美国《科学》杂志在线发表了我国科学家的这一重要发现，若掌握了“基因开关”的使用规律，将对人类认识动植物生长发育、疾病的发生发展，以及将已经分化成熟的体细胞“返老还童”为干细胞，都具有十分重要的意义。
从高中的生物学课本里，我们就知道，DNA是一部“遗传天书”，基因则是“天书”中的重要单词，而这些“单词”都是由A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）四种碱基“拼写”而成的。后来，科学家又发现了另外三种碱基。
论文通讯作者、中科院上海生命科学研究院生化与细胞研究所研究员徐国良说，科学家很早就知道，DNA中的基因加上了一个甲基之后，就好像贴上了封条，基因就此关闭。这个“封条”就贴在碱基C上，贴上甲基“封条”的碱基C，就是第五种碱基——5-甲基胞嘧啶。
有趣的是，这个“封条”可以在氧化后被“撕”掉。徐国良解释说，这个过程很像酿醋：大米经过发酵氧化，先变成酒，再氧化下去就变成了醋。第五种碱基就像大米，在特定酶的作用下，会“发酵”成第六种碱基5-羟基胞嘧啶，再“发酵”就成了第七种碱基5-羧酸胞嘧啶。细胞里有一把“基因剪刀”（胸腺嘧啶DNA糖基化酶TDG），它能够识别出第七种碱基，一旦发现就将其“剪”去，再重新换上碱基C——于是，“封条”就这样被“撕”掉，原先关闭的基因又打开了。
这一发现可以用来解释为何人体不同组织器官中的细胞，尽管包含有同样遗传信息，却会行使不同的功能，比如血液细胞制造出的是血红蛋白而不是生长激素，胰岛细胞分泌出的是胰岛素而不是胆汁——在特定的细胞中，只有“撕”掉特定的基因“封条”，这些基因才会被激活。
“科学家一直很好奇，为何胚胎发育到不同阶段，就会有不同的基因自动打开，又有一些基因自动关闭，使小小受精卵可以发育成一个极其复杂的生命体。”徐国良说，第七种碱基的作用，以及它如何被“撕”掉的机理发现，第一次解开了这个谜团。
如果完全掌握了基因“封条”的撕贴方法，或许有一天人类就能方便地将已经成熟分化的体细胞“返老还童”成干细胞，再用干细胞培育出所需要的组织——这对于现在的干细胞研究意义重大。接收到论文后仅半个月，没有要求任何修改，《科学》杂志就在线发表了这一成果。然而，究竟是谁为基因“贴”上了“封条”，又是谁决定何时“撕”去“封条”的？徐国良说，这将有待更深入的研究。
日期：2011-08-07 作者：许琦敏 来源：文汇报
本报讯（记者许琦敏）“第七种碱基”可以打开基因。8月5日，美国《科学》杂志在线发表了我国科学家的这一重要发现，若掌握了“基因开关”的使用规律，将对人类认识动植物生长发育、疾病的发生发展，以及将已经分化成熟的体细胞“返老还童”为干细胞，都具有十分重要的意义。
从高中的生物学课本里，我们就知道，DNA是一部“遗传天书”，基因则是“天书”中的重要单词，而这些“单词”都是由A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）四种碱基“拼写”而成的。后来，科学家又发现了另外三种碱基。
论文通讯作者、中科院上海生命科学研究院生化与细胞研究所研究员徐国良说，科学家很早就知道，DNA中的基因加上了一个甲基之后，就好像贴上了封条，基因就此关闭。这个“封条”就贴在碱基C上，贴上甲基“封条”的碱基C，就是第五种碱基——5-甲基胞嘧啶。
有趣的是，这个“封条”可以在氧化后被“撕”掉。徐国良解释说，这个过程很像酿醋：大米经过发酵氧化，先变成酒，再氧化下去就变成了醋。第五种碱基就像大米，在特定酶的作用下，会“发酵”成第六种碱基5-羟基胞嘧啶，再“发酵”就成了第七种碱基5-羧酸胞嘧啶。细胞里有一把“基因剪刀”（胸腺嘧啶DNA糖基化酶TDG），它能够识别出第七种碱基，一旦发现就将其“剪”去，再重新换上碱基C——于是，“封条”就这样被“撕”掉，原先关闭的基因又打开了。
这一发现可以用来解释为何人体不同组织器官中的细胞，尽管包含有同样遗传信息，却会行使不同的功能，比如血液细胞制造出的是血红蛋白而不是生长激素，胰岛细胞分泌出的是胰岛素而不是胆汁——在特定的细胞中，只有“撕”掉特定的基因“封条”，这些基因才会被激活。
“科学家一直很好奇，为何胚胎发育到不同阶段，就会有不同的基因自动打开，又有一些基因自动关闭，使小小受精卵可以发育成一个极其复杂的生命体。”徐国良说，第七种碱基的作用，以及它如何被“撕”掉的机理发现，第一次解开了这个谜团。
如果完全掌握了基因“封条”的撕贴方法，或许有一天人类就能方便地将已经成熟分化的体细胞“返老还童”成干细胞，再用干细胞培育出所需要的组织——这对于现在的干细胞研究意义重大。接收到论文后仅半个月，没有要求任何修改，《科学》杂志就在线发表了这一成果。然而，究竟是谁为基因“贴”上了“封条”，又是谁决定何时“撕”去“封条”的？徐国良说，这将有待更深入的研究。
