生物通报道：8月5日出版的Science杂志刊登了两项中科院的最新成果：DNA去甲基化机制研究的重要进展，以及大陆环境科学钻探工程研究的新突破。

在第一篇文章中，来自中科院上海生命科学研究院，美国芝加哥大学等处的研究人员发现DNA中的5mC和5hmC都可以被Tet家族的双加氧酶进一步氧化为第7种碱基：5-羧基胞嘧啶（5caC）；此外，胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG）可以特异性地识别这一新的碱基修饰形式，并将其从基因组中切除。

在高等生物的基因组DNA中除含有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)四种常见的碱基形式外，还含有胞嘧啶的修饰形式：5-甲基胞嘧啶（5mC），被称为第5种碱基。而且它可以进一步被氧化为5-羟甲基胞嘧啶（5hmC），也被称为第6碱基。这些修饰形式在表观调控中都具有重要的作用，但它们如何被可逆转变为胞嘧啶(C)还不清楚。

动植物生长发育与疾病发生、发展都广泛受到表观遗传调控。目前研究得比较清楚的是胞嘧啶第5位的甲基化。它直接参与了转录调控和基因组的其他调控过程。由于胞嘧啶的甲基化会引起染色体的压缩和基因沉默，所以对于表达活跃的基因来说，它们的启动子和增强子区域的DNA往往处于低甲基化水平状态。因此，DNA的去甲基化对于沉默基因的转录重激活起着重要作用。在原始生殖细胞发生及受精后父源基因组的重塑过程中出现的大规模的去甲基化，被认为是擦除父母甲基化谱式并建立后代新的甲基化谱式的关键，这些表观遗传重编程过程中发生的去甲基化对于早期胚胎的发育及配子产生都是十分重要的。

在此项研究发表之前，对于主动的去甲基化机制有多种猜想，包括通过直接氧化打开碳-碳键，即直接将甲基基团从甲基胞嘧啶上切除；通过酶促反应将甲基基团以甲醛的形式从5hmC上移除；以及通过DNA剪切修复将甲基胞嘧啶直接替换。但是，这些可能的途径还没有任何一种得到生物化学或者遗传学实验的验证。尽管Tet1加氧酶从理论上推测可能执行逆转DNA甲基化的功能，但是，其去甲基化过程是如何实现是未知的。生化与细胞研究所的上述工作表明：5mC可以被Tet蛋白氧化为5-羧基胞嘧啶（5caC），而5caC又进一步被TDG识别并切除(进而通过DNA剪切修复途径替换为没有修饰的C)，从而初步阐明了一条DNA主动去甲基化的途径(5mC→5hmC→5caC→C)，为研究DNA去甲基化作用及生理功能指明了方向。

这项工作得到了国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院的经费支持。

在第二篇文章中，中科院院士、中国科学院地球环境研究所研究员安芷生联合中外科学家获得的原创性重大成果——“冰期—间冰期印度夏季风的动力学”。

这一成果基于中国大陆环境科学钻探工程在青藏高原东南缘鹤庆盆地获取的666米湖泊沉积岩心，利用古地磁和碳-14测年手段，高分辨率测试了岩心的植物花粉、沉积学、地球物理和地球化学等参数，重建了更新世（过去260万年）印度季风变迁的历史，揭示了早、晚更新世印度夏季风变率较小，可视为南北半球气候相互作用的结果；而更新世中期印度夏季风变率加大，主要受控于北半球冰量变化。

通过印度夏季风变化时间序列精细结构的分析，此项研究提出了冰期—间冰期南北半球间气压梯度对印度季风环流驱动的重要性，揭示了距今260万年以来印度夏季风非轨道尺度的变迁过程和动力学。

《科学》杂志同期为该成果发表专题评论，认为“（鹤庆）古湖泊沉积物的分析对印度季风动力学机制的传统观点提出了挑战”。这一研究从南北半球下垫面变化的角度，回答了长期以来尚未解决的冰期—间冰期印度季风动力学的难题，也有助于理解全球变暖情景下印度季风变化及其对我国西南地区气候的影响。

据了解，这是中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室研究群体联合美国布朗大学、中国科学院南京地理与湖泊研究所、日本全球变化研究所和西安交通大学全球变化研究院的中外科学家获得的原创性成果，也是中国大陆环境科学钻探工程研究的阶段性成果。该项研究得到了科技部、国家自然科学基金委员会和中国科学院的长期支持。

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