科学家破解特殊DNA合成机制

近日，天津大学张雁教授领衔的科研团队联合上海科技大学赵素文教授及美国伊利诺伊大学的赵慧敏教授，对一种特殊的DNA合成机制进行了深入研究，这一特殊DNA广泛存在于全球各地的许多噬菌体中，并证实这些噬菌体可以感染大量的细菌。他们的发现被刊登在了著名的科学杂志上，为生命起源、物种进化以及系统生物学领域提供了重要的理论依据。

这一重大发现源自对感染蓝细菌的噬菌体中的特殊DNA的。DNA作为生命体的主要遗传物质，决定了生物的多样性和特征。传统的DNA由A、G、C、T四种碱基组成，而这次发现的特殊DNA则以其独特的二氨基嘌呤（Z）取代了传统的腺嘌呤（A）。这种特殊的DNA结构极大地改变了DNA的物理化学特征。

尽管这种特殊DNA的存在早在1977年就被科学家发现，但其合成机制、生物功能和普遍性一直未得到科学解释。张雁教授及其团队通过深入研究，不仅找到了催化这一特殊DNA合成的多个酶，而且了噬菌体Z基因组复杂的生物合成途径。

研究人员发现，噬菌体在进化过程中发展出了用特殊DNA绕过细菌防御的策略。在细菌与噬菌体亿万年的博弈中，噬菌体通过修饰自己的DNA，用Z碱基完全取代正常的A碱基，从而逃避了细菌的识别和防御。尽管DNA测序技术已经非常普及，但是这种特殊DNA的存在却很难被普通DNA测序手段发现。科研团队利用传统的方法和一代的纳米孔DNA测序技术，证实了地球上广泛存在含这类特殊DNA的噬菌体。

这一发现不仅拓展了我们对生命科学的理解，而且在新材料制备、信息存储等领域具有广阔的应用前景。张雁教授表示，“我们可以利用这种特殊DNA的合成机制实现低成本量产，并将其应用于新材料制备、DNA信息存储等领域。”这种特殊DNA还可在超级耐药菌感染的治疗、绿色无抗生素畜牧饲料和食品保存技术开发等领域发挥重要作用。装备了这类DNA的噬菌体对细菌更具杀伤力，作为广谱性杀菌生物制剂在医药、畜牧养殖、食品防腐等领域的应用将具有广阔前景。这项研究不仅揭示了生命科学的奥秘，而且为我们提供了应对现代挑战的新思路和新方法。