芝加哥大学，哈佛大学和中国的科学家阐述了令人吃惊的关于昆虫，蠕虫和藻类中新的DNA修饰方式的发现。

普通的DNA修饰都是通过甲基化发生，甲基化是一个可显著改变基因表达的化学过程，并最终调控在生物体中发挥功能的蛋白质的合成。这个表观遗传学发展中的新领域正在由芝加哥大学的Chuan He与其同事共同开创。

通过表观遗传学，生物体有时会绕过遗传密码而将某些性状传递给后代。DNA修饰就在于不改变DNA序列而执行这些传递。

“人类基因组也不是一成不变的，它包含了动态的DNA修饰，并携带有世代之间传递的关键的表观遗传信息。”He说，他是约翰·威尔逊杰出服务的化学教授和霍华德·休斯医学研究所的研究员。

DNA在其化学碱基对上编码遗传信息：腺嘌呤，胞嘧啶，鸟嘌呤和胸腺嘧啶。在此之前，科学家们认为胞嘧啶甲基化是在真核生物中发现占优势的DNA修饰方法，系统分类学上真核生物包括哺乳动物，昆虫，蠕虫，植物和藻类。

细胞（Cell）杂志上的3篇文章

现在，加州大学，哈佛大学和中国中科院的研究团队已经确定一个腺嘌呤DNA甲基化也能表观调控绿藻，蠕虫和苍蝇细胞的功能。他们的3篇论文都发表4月30日的细胞（Cell）杂志在线版上。He的研究小组参与了所有的三篇论文，报道了3种生物体中N6—甲基腺嘌呤（6mA）的存在和功能。

“这种修饰从简单的单细胞真核生物到千差万别的蠕虫和苍蝇上的保守性表明它的广泛存在和功能性的角色，”He说。“这三个研究共同发现了真核生物DNA中的一个潜在的新表观遗传标记。他们打开了生物学和化学生物学的一个新领域。”

蠕虫和苍蝇以前并不知道也含有DNA甲基化。已经知道绿藻（衣藻）中6mA的存在超过30年，He说，但这种现象却没有大幅度的研究。“没有人知道它在绿藻中做什么用。”

在其中一篇文章中，He和13位合著者，包括芝加哥大学分子遗传学和细胞生物学副教授Laurens Mets，揭开了6mA在衣藻中的作用，这种绿色藻类在生物燃料的生产中有潜在用途。

“基因的胞嘧啶甲基化与基因低水平表达有关，” Mets说，他的研究领域是衣藻。“腺嘌呤甲基化不同的是，它与基因的高水平表达有关。这是DNA修饰方面调控难题中错过的一块内容，但也是一个令人兴奋的事情。”

2011年，He的研究小组开始了RNA表观遗传学的新的研究领域。那年他的研究小组报道了一种FTO蛋白质，它与肥胖有关，可以从哺乳动物细胞的信使RNA中删除6mA。在接下来的研究中，He的研究小组发现并描述了RNA甲基化的合成，清除和识别蛋白质。全球研究人员进一步的研究也已经在生物学的很多方面包括干细胞分化和发育中显示出RNA甲基化的功能性意义。DNA上相同的碱基修饰是3篇论文中当前研究的主题。

藻类DNA的修饰

对于细胞研究，He的研究小组将注意力转向绿藻中的DNA甲基化。该研究的第一作者是Ye Fu，12级博士生，现在是哈佛大学的博士后研究员，和Guan-Zheng Luo，芝加哥大学的博士后学者。

“Ye Fu和Guan-Zheng Luo所能做的就是非常精确地确定基因组中甲基化碱基的位置，” Mets解释道。“这揭示了一整套新的研究结果，同时也是非常令人兴奋的。”

在这些研究结果中，Fu与Luo发现腺嘌呤甲基化的大周期模式和真核生物细胞核中主要的结构特点相对应。这种结构特点是一种被称为核小体的蛋白复合物。核小体一般可沿DNA长度的任何地方被发现除了高表达的基因。在后一种情况下，核小体显示出精确的间隔模式。决定核小体精确定位的因素在很长一段时间内都很神秘。这项新发现提供了新的视角来回答这个问题。

“我们发现一个新的DNA修饰不仅会影响基因的表达，而且它也是基因活跃表达的标志，”He说。这和以前所知的DNA修饰，胞嘧啶甲基化标志着抑制基因的表达形成了鲜明的对比。

Mets说他希望继续研究甲基化腺嘌呤进而确定它的进化起源。

“我感兴趣的是通过分析各种各样的生物体来探索这一机制的普遍性，”Mets说。同时他也计划在更高等的真核生物如哺乳动物中进一步研究DNA中的6mA。