上海科技大学iHuman研究所赵素文团队与天津大学张雁团队、新加坡科技研究局/美国伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校赵惠民团队合作，揭示了一个负责Z—基因组生物合成的多酶系统。该研究成果近日在线发表于《科学》。
在与细菌的攻防大战中，噬菌体的脱氧核糖核酸(DNA)经常通过修饰来逃避宿主内切酶的攻击。2—氨基腺嘌呤(Z)就是一个例子，它是一种独特的碱基修饰，在噬藻体S-2L的DNA中完全取代了腺嘌呤(A)，与胸腺嘧啶形成具有三根氢键的碱基配对。自1977年发现以来，噬藻体S-2L是唯一已知具有Z—基因组的物种。但是，Z—基因组的生物合成通路、存在的广泛性以及它的重要性长期以来一直未知。
赵素文团队及合作者通过生物信息学和生物化学等技术手段，揭示了一个负责Z—基因组合成的多酶系统，该系统由来自噬菌体的数个酶和若干来自宿主的酶共同组成。
该研究发现近百个分布于全球各地的噬菌体中都含有该通路的关键酶，并由此推断这些噬菌体也都具有Z—基因组。研究人员选取了其中一个在上海被分离的噬菌体进行了多角度的在体实验，验证了该噬菌体具有Z—基因组。这是继40多年前报道噬藻体S-2L含有Z—基因组之后，首次实验验证噬菌体中也具有Z—基因组，表明Z—基因组在自然中可能广泛存在。
同时，通过对该噬菌体Z—基因组的切割实验，研究团队确认识别位点中含有A的限制性核酸内切酶无法切割该噬菌体的Z—基因组。因此，Z—基因组的生物学意义是使得噬菌体可以逃避宿主内切酶的剪切，从而赋予噬菌体进化上的优势。
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.abe4882
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