你之所以是你，是因为你有独特的DNA序列，该序列编码了个体的生命特质。传统认为人类DNA序列由腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）四个碱基排列组合形成。事实上，并非如此。人类DNA中还存在另外一个碱基——dU碱基。遗憾的是，迄今为止还没有足够精准而便捷的dU检测技术，限制了DNA中dU碱基的检测。最近，上海科学家发明了Ucaps-seq测序技术。

  2022年1月17日，同济大学附属东方医院心脏内科陈义汉院士团队等在国际权威刊物《美国化学会志》上发表了题为“基于UdgX的在单碱基分辨率水平上的DNA脱氧尿嘧啶的检测技术”的研究论文。该论文公布了Ucaps-seq测序技术，第一次用酶法在单碱基分辨率水平上精准检测DNA中的dU，实现了DNA中dU碱基检测技术的根本性突破。

  dU，人类DNA中的"第五个碱基"

  研究发现，DNA中还存在另外的碱基dU。A、T、G、C和dU，这些碱基共同组成了人类DNA的基本元素。但是，迄今为止还没有精准而便捷的dU检测技术。

  从原核生物到真核生物，从单细胞生物到人类，其遗传密码中都包含着比例不等的dU。比如，对艾滋病毒的研究发现，每二十个碱基就有一个以上的dU；以疟原虫为研究对象，dU占碱基的比例大约为十万分之一。

  跟稳定的A、T、G、C这四种碱基不同，dU有点像“变色龙”，既能通过C碱基脱氨产生，又能“冒充”T碱基掺入到基因组中。现在使用的dU化学测序技术，可以证实若干碱基中存在dU碱基，但是并不能确定dU碱基位于什么样的具体的碱基之间。也就是说，不能像A、T、G、C这四种碱基，明白无误地在DNA中的精准定位。

  dU碱基的生物学意义是什么？dU碱基在疾病发生发展中的意义又是什么？要回答这些问题，唯有取得单碱基分辨率水平上的dU碱基的检测和定位的突破，这是前提条件。

  Ucaps-seq测序技术的重要性

  dU具有双面性，它有时充当人类健康的朋友，有时又可能是人类健康的敌人。许多报道发现，当机体面对不同抗原时，免疫细胞需要dU作为中间体，产生多种多样的抗体，帮助抵御诸如新冠病毒之类的病原体对人类的侵害。而当肿瘤或者心血管疾病患者体内出现dU时，则可能导致患者的基因组的不稳定，加速这些患者病情的发展。显然，精准检测dU在DNA中的分布情况，将有助于评估人类个体的生理学机能和疾病的预后。

  Ucaps-seq，是我国学者经过多年的探索，发明的单碱基分辨率的dU测序技术。该测序技术可以简要地叙述如下：首先研究人员找到一个合适“钩子”——名为UdgX的新型糖苷酶。UdgX能够将DNA的dU切除，形成一个缺口，并同时与对应的核糖形成共价键，最终将其捕获。作为“钩子”的UdgX “钓”到含dU的DNA片段后，还需要进一步确定dU位置。接下去，研究人员发挥DNA高保真聚合酶特性。这个酶就如同行驶在DNA轨道上的列车，当碰到被UdgX标记的dU的缺口时，会被动地原地“停车”。然后，研究人员结合高通量测序技术，将“停车”信号放大，最终在单个碱基的水平上精确地定位dU在DNA乃至基因组上的位置。

  从此，一个基于UdgX的在单碱基分辨率水平上的dU检测技术诞生了。基于该技术，今后可以像检测DNA中的A、T、G和C那样精确地检测DNA中的dU。

  论文的通讯作者为中国科学院院士陈义汉教授（同济大学附属东方医院、同济大学医学院和同济大学心律失常教育部重点实验室）、马红辉研究员（同济大学附属东方医院和同济大学心律失常教育部重点实验室）和胡晋川研究员（复旦大学生物医学研究院和上海市第五人民医院）。论文的第一作者为江柳丹（同济大学博士研究生，导师为陈义汉院士和马红辉研究员）、尹家勇（复旦大学硕士研究生）和钱茂祥研究员（复旦大学生物医学研究院和复旦大学附属儿科医院）。