人要靠穿靴戴帽、描眉涂唇修饰自己,DNA分子也会自我修饰,而且这种修饰很可能与生命活动息息相关.中科院院士、上海交大教授邓子新领衔的科研团队,联合英美科学家,在众多细菌DNA分子上发现了一种新的硫（S）修饰,相关论文近期在国际微生物领域顶级刊物《分子微生物学》上发表.
论文评审员指出,该论文阐明了一项长期令人迷惑不解的DNA不稳定现象的分子机理,预示着新的生物学功能的发现.
DNA分子研究是生物科学最为引人注目的研究领域之一.DNA是生命的物质基础,由五种元素———碳、氢、氧、氮、磷构成的四种核苷酸序列,编码着自然界千变万化的遗传现象,贮存着生物界无穷无尽的遗传信息资源.在基本的DNA骨架之外,DNA还会“自我修饰”.这是分子生物学科的一个专门领域,构成对DNA结构的重要补充,其中同样蕴涵神秘的遗传学意义,世界上为此类研究倾注毕生精力的科学家数以万计.
邓子新告诉记者,在DNA修饰研究领域,第一项重大发现是诞生于上世纪50年代的“DNA甲基化限制修饰系统”.这种DNA修饰,可以限制外来生物入侵,使生物体保护自身遗传稳定性.举个例子,两军作战,一支队伍穿上统一的服装,就能与另一支队伍区别开来,而不会误伤自己人.这项发现在后来分子生物学与基因工程的研究中发挥了重要作用.
DNA分子的硫修饰,是DNA甲基化修饰系统之外的又一项新发现.DNA分子的不稳定现象在实验中会经常遇到,却很容易被普遍解读为因DNA提取操作不当造成.但邓子新团队偏要“一意孤行”：有没有可能是因为DNA本身结构变化而造成不稳定呢?沿着这条思路,团队从上世纪80年代末开始实验研究,各种实验难以计数,其间也走过不少弯路,还经历了来自方方面面的质疑,最终发现DNA分子不稳定现象“毛病”出在其自身,因为DNA分子产生了硫修饰.
DNA分子硫修饰的发现,为生物学研究打开了又一扇大门.邓子新说,推开大门,一个又一个谜需要探究.例如,DNA分子为何要进行硫修饰?与人类健康、医疗究竟会产生怎样的关联?那些致毒致病的“元凶”会否与它们DNA分子的硫修饰有关?专家认为,DNA硫修饰后新结构及生物学意义的阐明,将丰富分子生物学的基础理论,也可能推动相关生物学领域的研究,如了解DNA损伤,癌症治疗因子的作用机理等.
1. 分子生物学的诞生
分子生物学是在分子水平上研究生命现象的物质基础的科学.主要研究蛋白质和核酸等生物大分子的结构与功能,其中包括对各种生命过程,如光合作用、肌肉收缩、神经兴奋和遗传特征传递等的研究,并深入到分子水平对它们进行物理、化学分析.目前,分子生物学已成为现代生物学发展的主流,它所取得的成果,已在实际工作中获得某些重要的应用,为工农业及医药事业开辟了前所未有的广阔前景.
1953年沃森和克里克提出了遗传物质——DNA的双螺旋结构模型,这是生物学中的一次伟大革命.60年代又搞清了核酸、蛋白质、酶等生物大分子的结构,同时揭示了遗传密码和核酸信息控制蛋白质特异结构的合成机制,由此建立了生物遗传变异的信息概念.这表明从病毒、细菌、动植物到人类都具有一套共同的遗传密码、共同的信息符号.50年代“中心法则”的提出,70年代逆转录酶的发现,以及重组DNA技术的建立,为分子生物学的发展开辟了新的前景.这些成就,不仅为在分子水平上研究复杂的基因调节控制提供重要手段,而且在分子生物学的基础上,产生了一个新的技术科学领域——遗传工程,它已为人类定向改变生物遗传性状与创造新物种开辟了新途径.
本世纪50年代,随着蛋白质和核酸的化学结构测定方法的进展,人们发现只要把不同种属生物体内起相同作用的蛋白质或核酸的结构进行比较,根据蛋白质或核酸在结构上差异的程度,就可以确定不同种属的生物在亲缘关系上的远近.亲缘关系越近的种属,其蛋白质或核酸的结构越相似；反之,其差异越大.据此,能得到反映生物进化的谱系.蛋白质分子细胞色素C在各种呼吸氧气的物种细胞中均能找到.分析它就能知道不同物种的亲缘关系.目前已对100多种生物的细胞色素C的化学结构进行了测定,并借助计算机测定出平均700万年改变一个氨基酸残基.据此可以分析判断,较高等的生物大约在25亿万年前同细菌分离.同样,大约在15亿年前植物和动物有共同的祖先.大约在10亿年前昆虫和脊椎动物有共同的祖先.对100多种生物的细胞色素C的化学结构进行比较后,已画出了部分生物种属的进化谱系.运用这种方法来确定物种间的亲缘关系,要比过去依靠形态和解剖上的差异来确定有着更大的优越性.它不仅使得形态结构上非常简单的微生物的进化有了判断的依据,而且更能反映出生命活动的本质,更为精确地推算出物种趋异的时间.
2. 脑科学的进展
近年来,脑科学的研究取得了一系列新进展.主要有：（1）发现与某种思维活动相应的大脑区域,利用正电子层析摄影手段发现：人们辩别音符时用左脑,而在记住乐曲时多半用右脑；（2）脑电波与思维活动有一定的对应关系,可以从电波分析思维的内容；（3发现大脑内影响思维的生化物质——促肾上腺皮质激素和促黑素细胞激素能对思维产生重要影响；（4）对裂脑人的研究,发现大脑两个半球的分工,左半球主要从事逻辑思维,右半球主要从事形象思维、空间定位、图象识别、色彩欣赏等.还发现了裂脑科学的这些成就,从理论上提出了一些新观点.如：思维的大脑神经回路说,思维互补说等.这些新成就和新观点,对工人智能的研究有着重要意义.
