近日，天津大學教授張雁聯合上海科技大學教授趙素文、美國伊利諾伊大學教授Huimin Zhao等研究團隊，在生命科學領域取得突破性研究成果。他們解析了一種特殊DNA的合成機制，大量能感染細菌的病毒（也稱為噬菌體）都含有這種DNA。這項重大發現對生命起源、物種進化、系統生物學的研究具有重要理論意義。

該成果潛在應用價值廣闊，包括超級耐藥菌感染的治療、綠色無抗生素畜牧飼料和食品保存技術開發、新型納米材料製備、DNA信息存貯等。論文於4月30日在國際頂級學術期刊《科學》刊發。天津大學藥學院博士生周彥為論文的第一作者，上海科技大學博士生許雪霞以及新加坡科技研究局博士Yifeng Wei為共同第一作者。

DNA是生命體的遺傳物質，決定生物的多樣性和特徵。生命的遺傳信息存儲在由A、G、C、T四種鹼基組成的DNA序列中。目前唯一的例外是1977年蘇聯科學家在感染藍細菌的一株噬菌體中發現由Z、G、C、T組成的DNA，這類特殊DNA的合成機制及普遍性一直未解。

此次科學家找到了催化這一特殊DNA合成的多個酶，不僅涉及Z的合成，還包括A的消除。天津大學藥學院教授張雁說，普通DNA測序手段並不能發現Z的存在，團隊利用酶水解DNA再進行組分分析的傳統方法，證實了地球上廣泛存在含這類特殊DNA的噬菌體。

研究團隊介紹，他們發現了這種特殊DNA的合成機制，並可以實現它的低成本量產，拓展了DNA在新材料、信息存儲等多方面的可應用性。這種特殊DNA增加了結構的熱穩定性，可以更快、更高效地製備新型納米材料。而用DNA取代計算機二進制的圖片、錄像等數據存儲，所需空間大幅縮小，新型DNA的Z鹼基可以使DNA信息存儲獲得加密、分類等功能。

研究團隊還介紹，抗生素濫用引起的超級耐藥菌是人類醫學面臨的重大問題。噬菌體是細菌的天敵，他們發現這種特殊DNA不被細菌的防禦機制識別，裝備了這類DNA的噬菌體對細菌更具殺傷力。作為廣譜性殺菌生物製劑，在醫藥、畜牧養殖、食品防腐等領域的應用具有廣闊前景。