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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【中國科學(xué)報】參與新DNA修飾，維生素C

研究加深對DNA修飾多樣性的認(rèn)識

2019-05-07 中國科學(xué)報黃辛

【字體：大中小】

語音播報

　　據(jù)介紹，這項研究詳細(xì)闡述了維生素C直接參與該DNA修飾的反應(yīng)機理，并揭示這一蛋白及其產(chǎn)生的DNA修飾在調(diào)節(jié)萊茵衣藻光合作用過程中的重要作用。

　　在這項最新工作中，研究人員以萊茵衣藻作為模式生物，鑒定出8個TET同源蛋白。通過蛋白純化以及酶活分析，發(fā)現(xiàn)其中的CrTET1可以將DNA上的5mC轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞N不同的修飾堿基，CrTET1也因此被重新命名為CMD1 （5-methylcytosine modification enzyme 1）。進(jìn)一步研究表明，這兩種新修飾都是在5mC的甲基碳上增加了一個甘油基，二者由于空間結(jié)構(gòu)的差異而互為立體異構(gòu)體，因此將其統(tǒng)一命名為5-甘油基-甲基胞嘧啶（5gmC）。這也是除了目前已知的5mC、5hmC、5fC、5caC、6mA、5hmU和base J以外，在真核生物中發(fā)現(xiàn)的第8種DNA堿基修飾。

　　更加意外的是，在研究5gmC上甘油基的來源時，研究人員發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)雙加氧酶反應(yīng)中所必需的α-酮戊二酸在CMD1酶催化反應(yīng)中可有可無，取而代之的是另一個十分重要的小分子：維生素C。維生素C不僅通過提供電子參與CMD1的催化過程，還直接將自身的甘油基團(tuán)轉(zhuǎn)移到5mC的甲基碳上，形成新的DNA修飾。進(jìn)一步解析了CMD1催化5mC與維生素C反應(yīng)的化學(xué)機理，證實乙醛酸與二氧化碳為反應(yīng)的副產(chǎn)物，從而揭示了一條全新的酶催化途徑。通過在萊茵衣藻中開發(fā)高效的基因編輯方法，獲得了CMD1基因突變藻株。CMD1突變藻株在強光照射下的適應(yīng)能力明顯減弱，這可能是由于CMD1突變造成一部分基因的甲基化水平升高，使得包括與適應(yīng)強光有直接關(guān)系的LHCSR3在內(nèi)的多個基因的表達(dá)受到抑制，導(dǎo)致光合作用的負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用減弱。

　　專家表示，這項工作不僅首次報道了一種全新的DNA修飾5gmC，同時報道了由維生素C介導(dǎo)的一種全新的酶活反應(yīng)類型，闡述了CMD1及其催化產(chǎn)物5gmC在光合作用過程中的重要調(diào)控功能。這些研究豐富了人們對DNA修飾多樣性的認(rèn)識。

　　相關(guān)論文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1160-0

　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2019-05-07 第1版要聞)

　　中科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所徐國良院士與復(fù)旦大學(xué)教授唐惠儒和中科院武漢水生生物研究所研究員黃開耀等多個課題組合作，首次在萊茵衣藻這種單細(xì)胞真核生物中鑒定到一種新型的TET同源蛋白，并發(fā)現(xiàn)該蛋白可以將維生素C的碳基骨架轉(zhuǎn)移到DNA上，產(chǎn)生一種全新的DNA修飾。5月2日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然》。
　　據(jù)介紹，這項研究詳細(xì)闡述了維生素C直接參與該DNA修飾的反應(yīng)機理，并揭示這一蛋白及其產(chǎn)生的DNA修飾在調(diào)節(jié)萊茵衣藻光合作用過程中的重要作用。
　　在這項最新工作中，研究人員以萊茵衣藻作為模式生物，鑒定出8個TET同源蛋白。通過蛋白純化以及酶活分析，發(fā)現(xiàn)其中的CrTET1可以將DNA上的5mC轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞N不同的修飾堿基，CrTET1也因此被重新命名為CMD1 （5-methylcytosine modification enzyme 1）。進(jìn)一步研究表明，這兩種新修飾都是在5mC的甲基碳上增加了一個甘油基，二者由于空間結(jié)構(gòu)的差異而互為立體異構(gòu)體，因此將其統(tǒng)一命名為5-甘油基-甲基胞嘧啶（5gmC）。這也是除了目前已知的5mC、5hmC、5fC、5caC、6mA、5hmU和base J以外，在真核生物中發(fā)現(xiàn)的第8種DNA堿基修飾。
　　更加意外的是，在研究5gmC上甘油基的來源時，研究人員發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)雙加氧酶反應(yīng)中所必需的α-酮戊二酸在CMD1酶催化反應(yīng)中可有可無，取而代之的是另一個十分重要的小分子：維生素C。維生素C不僅通過提供電子參與CMD1的催化過程，還直接將自身的甘油基團(tuán)轉(zhuǎn)移到5mC的甲基碳上，形成新的DNA修飾。進(jìn)一步解析了CMD1催化5mC與維生素C反應(yīng)的化學(xué)機理，證實乙醛酸與二氧化碳為反應(yīng)的副產(chǎn)物，從而揭示了一條全新的酶催化途徑。通過在萊茵衣藻中開發(fā)高效的基因編輯方法，獲得了CMD1基因突變藻株。CMD1突變藻株在強光照射下的適應(yīng)能力明顯減弱，這可能是由于CMD1突變造成一部分基因的甲基化水平升高，使得包括與適應(yīng)強光有直接關(guān)系的LHCSR3在內(nèi)的多個基因的表達(dá)受到抑制，導(dǎo)致光合作用的負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用減弱。
　　專家表示，這項工作不僅首次報道了一種全新的DNA修飾5gmC，同時報道了由維生素C介導(dǎo)的一種全新的酶活反應(yīng)類型，闡述了CMD1及其催化產(chǎn)物5gmC在光合作用過程中的重要調(diào)控功能。這些研究豐富了人們對DNA修飾多樣性的認(rèn)識。
　　相關(guān)論文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1160-0
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2019-05-07 第1版要聞)

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