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1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构。953年2月，沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克琳在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片，这一下激发了他们的灵感。他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构，而且分析得出了螺旋参数。他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断，并加以补充：磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。一连几天，沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。意义双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤(A)总是与胸腺嘧啶(T)配对、鸟膘呤(G)总是与胞嘧啶(C)配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。克里克从一开始就坚持要求在发表的论文中加上“DNA的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话。他认为，如果没有这句话，将意味着他与沃森“缺乏洞察力，以致不能看出这一点来”。在发表DNA双螺旋结构论文后不久，《自然》杂志随后不久又发表了克里克的另一篇论文，阐明了DNA的半保留复制机制。
中文名称是:核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型 me ？下载地址 附图直接观看 、 翻译可能有所偏差这里是原版original paper annotated version [5]〕Astbury，W.T.,Symp. Soc. Exp．BiOl.,l，Nucleic Acid,66（Camb.Univ.press，1947）. [6]Wilkins，M.H.F．，and Randall，T.T.，Biochim，Biophys。 Acta. 10，192（1953）.
1953年，克里克和沃森在《自然》上发文揭示了DNA的双螺旋结构，并于1962年和英国分子生物学家莫里斯·威尔金斯分享了诺贝尔生理学或医学奖。DNA由两条反向平行的脱氧核糖核酸单链组成， 含有4种碱基，其中A和T之间形成2个氢键，C和G之间形成3个氢键 ，用于维持DNA结构的稳定。
除了我们熟悉的构成DNA的4种碱基（A、T、C和G）之外，近些年来，科学家发现DNA双链上的碱基能够被修饰，例如甲基、甲酰基和羧基修饰等。不过，这些修饰后的碱基在DNA中占比极小。
近日，在3篇发表于《科学》的论文中，中国和法国的科学家发现大量噬菌体（一类病毒）体内的 DNA与其他生物并不相同 。其DNA结构也是稳定的双螺旋结构，但构成DNA的 腺嘌呤（A碱基）被完全替换成另一种碱基 —— 二氨基嘌呤 ，简称为Z碱基。其中一篇论文的通讯作者，天津大学药物科学与技术学院的张雁教授表示，这种碱基也是除了A、T、C和G外，在自然界中能构成DNA双螺旋结构的第5种碱基。
“这个新碱基打破了此前克里克等人定义的经典的DNA双螺旋结构，我们可以把它称为能构建DNA双螺旋的‘第5种碱基’，”在接受《环球科学》的采访时，张雁说，“在研究中，我们发现 这种DNA的稳定性比传统的DNA更高 ，我们推测 Z和T或许形成了3个氢键 。这也意味DNA还具有新的物理和化学性质。”而另外两篇由法国科学家发表的文章，也证实了张雁教授等人的研究。
1977年，Z碱基首次在一篇发表于 《自然》 杂志的文章中露面。当时，苏联科学家分析了一种 能感染蓝绿藻的S-2L噬菌体 （也称为噬藻体，cyanophage）的基因。根据光谱分析数据，他们发现其中存在除T、C和G之外的另一种碱基，并通过酸水解实验证实这种未知的碱基为二氨基嘌呤（Z）。
首次发现该现象后，他们通过酶解实验进行了重复验证，并确认S-2L噬菌体的DNA确实是由这4种碱基的脱氧核糖核苷酸组成，其中Z与T的含量接近，在DNA中配对。不过，此后数十年一直没有相关的研究进展。
由于长期从事酶学和生物基础代谢研究，张雁教授等人注意到了S-2L噬菌体。当他们重新审视这篇文章时，疑问也浮现出来——为什么这种噬菌体的DNA中含有一种新的碱基？这种碱基是怎么合成的？
在新研究中，他们发现S-2L噬菌体在入侵宿主后，会利用自身基因合成的 两种酶——dATPase和PurZ 。PurZ的作用十分关键，它能和细菌中的酶一起发挥作用，促进二氨基嘌呤脱氧核苷酸（如dZTP）的形成。随后，S-2L噬菌体自身的DNA聚合酶能以它为底物，在新合成的噬菌体DNA中添加Z碱基。
而噬菌体DNA中A碱基的消失，还需要依赖dATPase。它能直接降解含有A碱基的脱氧核苷酸，阻止其参与DNA的合成。除S-2L噬菌体以外，一些噬菌体还能合成酶DUF550，它既能和PurZ协同作用，提高噬菌体合成dZTP的效率，还具有部分降解含有A碱基的脱氧核苷酸的功能。
为什么这种噬菌体需要一个新的碱基呢？这与它们的生存方式密切相关。噬菌体能吸附在细菌表面，像注射器一样将自身的DNA注射入细菌体内。但在细菌中实现大量繁殖之前，它首先需要面对细菌体内的“免疫系统”—— 限制性内切酶 。当外来的DNA入侵时，细菌的限制性内切酶能切割这些外来DNA上特定的基因序列，促进其降解。
当DNA序列中的一种碱基被彻底替换时，细菌中的限制性内切酶无法对其识别，细菌就没有防御措施，只能等待被噬菌体占据了。并不只有S-2L噬菌体能利用这种新碱基，在发表于 《科学》 的文章中，张雁等人发现了 100多种能表达PurZ和相关基因的噬菌体 ，其中大部分来自短尾噬菌体科（Podoviridae）和长尾噬菌体科（Siphoviridae）。他们推测如果一种噬菌体的基因组中含有合成PurZ等基因，就可以证明它的DNA中A碱基完全被Z碱基替换了，因此 具有这种DNA的噬菌体可能远不止这些 。而要证明这一猜想，他们还需要一种新的噬菌体来进行验证。
为了验证这一猜想，他们选择了一种能感染不动杆菌的噬菌体——SH-Ab 15497。由于噬菌体DNA序列的特殊性，只能用化学分析方法—— 液相色谱和纳米孔测序技术 ——进行测序。
通过与上海 科技 大学赵素文教授和伊利诺伊大学赵惠民团队的合作，张雁教授等人最终确认了噬菌体SH-Ab 15497的DNA中的碱基组成为Z、T、G和C。在培养噬菌体时，他们发现当 它们感染在细菌后，能很快将细菌裂解， 这意味着细菌的“免疫系统”失效了，而新的DNA组成并没有影响噬菌体的繁殖。
在《科学》杂志的另外两篇论文中，一项 研究 通过一种能感染弧菌的噬菌体，证实了PurZ在合成Z碱基中的关键作用。另外，PurZ似乎与古细菌中PurA具有相似性。另一篇 文章 则显示长尾噬菌体将PurZ酶基因连接到DNA上的DNA聚合酶，与细菌含有的DNA聚合酶I具有很高的相似性。这一发现暗示，在很早之前，Z碱基或许和A碱基同时存在于细菌体内。
Z碱基的发现不仅撼动了克里克和沃森在1953年提出的DNA双螺旋结构，还能推动更多实用性研究的发展。“虽然目前我们只了解到这种DNA分子结构更稳定了，其他的物理、化学性质还需要进一步研究，”张雁教授说，“但利用目前发现的PurZ等酶，我们能大量且低成本地合成这些酶，来合成这种DNA，进而确认并利用它的特性。”
这些应用或将扩展到DNA折纸、DNA存储技术和噬菌体治疗等多个方面。这种DNA比传统的DNA更稳定，这或许能 增加DNA折纸结构的稳定性以及折叠效率 。而新碱基的加入或许能在DNA存储中增强信息加密能力。
在公共卫生领域，超级耐药菌的蔓延正在让更多的抗生素失效。但是，噬菌体疗法让人们看到了一丝对抗耐药菌的希望。不过，目前这种疗法仍然存在一个阻碍，并不是所有的噬菌体都能起效，在治疗某种特定的超级耐药菌感染时，往往需要去各种环境中搜寻一些特定起效的噬菌体，这是一项极其繁琐的工作。而这些含有新DNA的噬菌体，能无视细菌体内的“免疫系统”，或许能在这一疗法中发挥作用。
撰文：石云雷 审校：杨心舟
参考文献：
1953年，克里克和沃森在《自然》上发文揭示了DNA的双螺旋结构，并于1962年和英国分子生物学家莫里斯·威尔金斯分享了诺贝尔生理学或医学奖。DNA由两条反向平行的脱氧核糖核酸单链组成， 含有4种碱基，其中A和T之间形成2个氢键，C和G之间形成3个氢键 ，用于维持DNA结构的稳定。
除了我们熟悉的构成DNA的4种碱基（A、T、C和G）之外，近些年来，科学家发现DNA双链上的碱基能够被修饰，例如甲基、甲酰基和羧基修饰等。不过，这些修饰后的碱基在DNA中占比极小。
近日，在3篇发表于《科学》的论文中，中国和法国的科学家发现大量噬菌体（一类病毒）体内的 DNA与其他生物并不相同 。其DNA结构也是稳定的双螺旋结构，但构成DNA的 腺嘌呤（A碱基）被完全替换成另一种碱基 —— 二氨基嘌呤 ，简称为Z碱基。其中一篇论文的通讯作者，天津大学药物科学与技术学院的张雁教授表示，这种碱基也是除了A、T、C和G外，在自然界中能构成DNA双螺旋结构的第5种碱基。
“这个新碱基打破了此前克里克等人定义的经典的DNA双螺旋结构，我们可以把它称为能构建DNA双螺旋的‘第5种碱基’，”在接受《环球科学》的采访时，张雁说，“在研究中，我们发现 这种DNA的稳定性比传统的DNA更高 ，我们推测 Z和T或许形成了3个氢键 。这也意味DNA还具有新的物理和化学性质。”而另外两篇由法国科学家发表的文章，也证实了张雁教授等人的研究。
1977年，Z碱基首次在一篇发表于 《自然》 杂志的文章中露面。当时，苏联科学家分析了一种 能感染蓝绿藻的S-2L噬菌体 （也称为噬藻体，cyanophage）的基因。根据光谱分析数据，他们发现其中存在除T、C和G之外的另一种碱基，并通过酸水解实验证实这种未知的碱基为二氨基嘌呤（Z）。
首次发现该现象后，他们通过酶解实验进行了重复验证，并确认S-2L噬菌体的DNA确实是由这4种碱基的脱氧核糖核苷酸组成，其中Z与T的含量接近，在DNA中配对。不过，此后数十年一直没有相关的研究进展。
由于长期从事酶学和生物基础代谢研究，张雁教授等人注意到了S-2L噬菌体。当他们重新审视这篇文章时，疑问也浮现出来——为什么这种噬菌体的DNA中含有一种新的碱基？这种碱基是怎么合成的？
在新研究中，他们发现S-2L噬菌体在入侵宿主后，会利用自身基因合成的 两种酶——dATPase和PurZ 。PurZ的作用十分关键，它能和细菌中的酶一起发挥作用，促进二氨基嘌呤脱氧核苷酸（如dZTP）的形成。随后，S-2L噬菌体自身的DNA聚合酶能以它为底物，在新合成的噬菌体DNA中添加Z碱基。
而噬菌体DNA中A碱基的消失，还需要依赖dATPase。它能直接降解含有A碱基的脱氧核苷酸，阻止其参与DNA的合成。除S-2L噬菌体以外，一些噬菌体还能合成酶DUF550，它既能和PurZ协同作用，提高噬菌体合成dZTP的效率，还具有部分降解含有A碱基的脱氧核苷酸的功能。
为什么这种噬菌体需要一个新的碱基呢？这与它们的生存方式密切相关。噬菌体能吸附在细菌表面，像注射器一样将自身的DNA注射入细菌体内。但在细菌中实现大量繁殖之前，它首先需要面对细菌体内的“免疫系统”—— 限制性内切酶 。当外来的DNA入侵时，细菌的限制性内切酶能切割这些外来DNA上特定的基因序列，促进其降解。
当DNA序列中的一种碱基被彻底替换时，细菌中的限制性内切酶无法对其识别，细菌就没有防御措施，只能等待被噬菌体占据了。并不只有S-2L噬菌体能利用这种新碱基，在发表于 《科学》 的文章中，张雁等人发现了 100多种能表达PurZ和相关基因的噬菌体 ，其中大部分来自短尾噬菌体科（Podoviridae）和长尾噬菌体科（Siphoviridae）。他们推测如果一种噬菌体的基因组中含有合成PurZ等基因，就可以证明它的DNA中A碱基完全被Z碱基替换了，因此 具有这种DNA的噬菌体可能远不止这些 。而要证明这一猜想，他们还需要一种新的噬菌体来进行验证。
为了验证这一猜想，他们选择了一种能感染不动杆菌的噬菌体——SH-Ab 15497。由于噬菌体DNA序列的特殊性，只能用化学分析方法—— 液相色谱和纳米孔测序技术 ——进行测序。
通过与上海 科技 大学赵素文教授和伊利诺伊大学赵惠民团队的合作，张雁教授等人最终确认了噬菌体SH-Ab 15497的DNA中的碱基组成为Z、T、G和C。在培养噬菌体时，他们发现当 它们感染在细菌后，能很快将细菌裂解， 这意味着细菌的“免疫系统”失效了，而新的DNA组成并没有影响噬菌体的繁殖。
在《科学》杂志的另外两篇论文中，一项 研究 通过一种能感染弧菌的噬菌体，证实了PurZ在合成Z碱基中的关键作用。另外，PurZ似乎与古细菌中PurA具有相似性。另一篇 文章 则显示长尾噬菌体将PurZ酶基因连接到DNA上的DNA聚合酶，与细菌含有的DNA聚合酶I具有很高的相似性。这一发现暗示，在很早之前，Z碱基或许和A碱基同时存在于细菌体内。
Z碱基的发现不仅撼动了克里克和沃森在1953年提出的DNA双螺旋结构，还能推动更多实用性研究的发展。“虽然目前我们只了解到这种DNA分子结构更稳定了，其他的物理、化学性质还需要进一步研究，”张雁教授说，“但利用目前发现的PurZ等酶，我们能大量且低成本地合成这些酶，来合成这种DNA，进而确认并利用它的特性。”
这些应用或将扩展到DNA折纸、DNA存储技术和噬菌体治疗等多个方面。这种DNA比传统的DNA更稳定，这或许能 增加DNA折纸结构的稳定性以及折叠效率 。而新碱基的加入或许能在DNA存储中增强信息加密能力。
在公共卫生领域，超级耐药菌的蔓延正在让更多的抗生素失效。但是，噬菌体疗法让人们看到了一丝对抗耐药菌的希望。不过，目前这种疗法仍然存在一个阻碍，并不是所有的噬菌体都能起效，在治疗某种特定的超级耐药菌感染时，往往需要去各种环境中搜寻一些特定起效的噬菌体，这是一项极其繁琐的工作。而这些含有新DNA的噬菌体，能无视细菌体内的“免疫系统”，或许能在这一疗法中发挥作用。
撰文：石云雷 审校：杨心舟
参考文献：
用“某度学术”，搜A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid ，J. D. Watson and F. H. C. Crick。这是他俩那篇著名的论文。
双螺旋结构。
1953年，英国自然杂志上的一篇论文在全世界引起了轰动。这篇文章对DNA的双螺旋结构，碱基配对方式进行了阐述，宣告了DNA结构的正式发现。
DNA双螺旋（外文名DNA double helix）指的是一种核酸的构象，在该构象中，两条反向平行的多核苷酸链相互缠绕形成一个右手的双螺旋结构。
相关信息：
1953年4月25日，克里克和沃森在英国杂志《自然》上公开了他们的DNA模型。经过在剑桥大学的深入学习后，两人将DNA的结构描述为双螺旋，在双螺旋的两部分之间，由四种化学物质组成的碱基对扁平环连结着。
他们谦逊地暗示说，遗传物质可能就是通过它来复制的。这一设想的意味是令人震惊的：DNA恰恰就是传承生命的遗传模板。
接力捧随后传到了英国的威尔金斯和弗兰克林小组。在40年代末，威尔金斯的研究小组就测定了DNA在较高温度下的X射线衍射，纠正了阿斯特伯里发现的缺陷，而且初步认识到DNA是一个螺旋形的结构。
但是后来随着研究的发展，威尔金斯似乎再也无法深入到更深层面了解DNA的真实结构。这时弗兰克林这位具有非凡才能的物理化学家加盟到威尔金斯小组。
大家好，我是新人 土可以吃，本频道记录自然与生物的有趣故事。欢迎关注~音乐来自艺术家：[Keys of Moon Music][Kuro]
浩瀚的工程啊啊啊啊啊啊啊
一 【孟德尔】现代遗传学之父，是这一门重要生物学科的奠基人。1865年发现遗传定率。 1822年7月22日，孟德尔出生在奥地利的一个贫寒的农民家庭里，父亲和母亲都是园艺家。孟德尔受到父母的熏陶，从小很喜爱植物。 当时，在欧洲，学校都是教会办的。学校需要教师，当地的教会看到孟德尔勤奋好学，就派他到首都维也纳大学去念书。 大学毕业以后，孟德尔就在当地教会办的一所中学教书，教的是自然科学。他能专心备课，认真教课，所以很受学生的欢迎。1843年，年方21岁的孟德尔进了修道院以后，曾在附近的高级中学任自然课教师，后来又到维也纳大学深造，受到相当系统和严格的科学教育和训练，为后来的科学实践打下了坚实的基础。孟德尔经过长期思索认识到，理解那些使遗传性状代代恒定的机制更为重要。 从维也纳大学回到布鲁恩不久，孟德尔就开始了长达8年的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里，弄来了34个品种的豌豆，从中挑选出22个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状，例如高茎或矮茎、圆料或皱科、灰色种皮或白色种皮等。 孟德尔通过人工培植这些豌豆，对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察、计数和分析。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。他酷爱自己的研究工作，经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说：“这些都是我的儿女！” 8个寒暑的辛勤劳作，孟德尔发现了生物遗传的基本规律，并得到了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定率”，它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。 孟德尔开始进行豌豆实验时，达尔文进化论刚刚问世。他仔细研读了达尔文的著作，从中吸收丰富的营养。保存至今的孟德尔遗物之中，就有好几本达尔文的著作，上面还留着孟德尔的手批，足见他对达尔文及其著作的关注。 起初，孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是希望获得优良品种，只是在试验的过程中，逐步把重点转向了探索遗传规律。除了豌豆以外，孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究，其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等，以期证明他发现的遗传规律对人多数植物都是适用的。 从生物的整体形式和行为中很难观察并发现遗传规律，而从个别性状中却容易观察，这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察生物的整体，更着眼于生物的个别性状，这是他与前辈生物学家的重要区别之一。孟德尔选择的实验材料也是非常科学的。因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物，容易栽种，容易逐一分离计数，这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。 孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义，但他还是慎重地重复实验了多年，以期更加臻于完善、1865年，孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅，将自己的研究成果分两次宣读。第一次，与会者礼貌而兴致勃勃地听完报告，孟德尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程，为时一小时的报告就使听众如坠入云雾中。 第二次，孟德尔着重根据实验数据进行了深入的理论证明。可是，伟大的孟德尔思维和实验太超前了。尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会员，中既有化学家、地质学家和牛物学家，也有生物学专业的植物学家、藻类学家。然而，听众对连篇累续的数字和繁复枯燥的沦证毫无兴趣。他们实在跟不孟德尔的思维。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密，时人不能与之共识，一直被埋没了35年之久！ 孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友，布鲁恩高等技术学院大地测量学教授尼耶塞尔说：“看吧，我的时代来到了。”这句话成为伟大的预言。直到孟德尔逝世16年后，豌豆实验论文正式出版后34年，他从事豌豆试验后43年，预言才变成现实。 随着20世纪雄鸡的第一声啼鸣，来自三个国家的三位学者同时独立地“重新发现”孟德尔遗传定律。1900年，成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。从此，遗传学进人了孟德尔时代。 今天，通过摩尔根、艾弗里、赫尔希和沃森等数代科学家的研究，已经使生物遗传机制——这个使孟德尔魂牵梦绕的问题建立在遗传物质DNA的基础之上。 随着科学家破译了遗传密码，人们对遗传机制有了更深刻的认识。现在，人们已经开始向控制遗传机制、防治遗传疾病、合成生命等更大的造福于人类的工作方向前进。然而，所有这一切都与圣托马斯修道院那个献身于科学的修道士的名字相连。二【童第周】童第周是我国著名的生物学家、优秀的教育家，生前曾担任过中国科学院副院长、动物研究所所长。 童第周出生在浙江省鄞县的一个小村里，家庭生活十分贫困，没有钱进学校读书，只能在家里边做些农活，边跟父亲学点文化。直到17岁，才在二哥的帮助下，进了宁波师范予科。可是第一学期考试成绩总平均分没有及格，学校让他退学或降级，经童第周再三请求，学校勉强答应试读半年。童第周发誓，一定要把成绩赶上去。童第周坚持顽强的学习。终于取得了好成绩。在进入上海复旦大学以后，他更加勤奋学习，临近毕业时，他已经成为生物系的高材生了。童第周认识到，世界上没有天才，天才是用劳动换来的。要攀登生物学的高峰，需要付出更艰苦的劳动。 1930年童第周在亲友们的资助下，远度重洋，来到北欧比利时的首都－－布鲁寒尔。在欧洲著名生物学者勃朗歇尔教授的指导下，研究胚胎学。当时，他发现有的外国留学生对中国人抱着一种藐视的态度，说“中国人是弱国的国民”。和他同住的一个洋人学生，公开说：“中国人太笨。”听到这些，童第周再也压抑不住满腔的怒火，对那个洋人说：“这样吧，我们来比一比，你代表你的国家，我代表我的国家来和你比，看谁先取得博士学位。” 童第周憋着一股气，在日记中写下了自己的誓言：“中国人不是笨人，应该拿出东西来，为我们的民族争光！” 研究胚胎学，经常要做卵细胞膜的剥除手术，有一次做实验，教授要求学生们设法把青蛙卵膜剥下来，这是一项难度很大的手术，青蛙卵只有小米粒大小，外面紧紧地包着三层象蛋白一样的软膜，因为卵小膜薄，手术只能在显微镜下进行。许多人都失败了，他们一剥开卵膜，就把青蛙卵也给撕破了。只有童第周一人不声不响地完成了这项实验任务。 布朗歇尔教授知道后，特地安排了一次观察实验，把学生们都找来看。实验开始了，童第周不慌不忙地走到显微镜前，熟练地操作着。人们看到，他象钟表工人那样细心，象绣花姑娘那样灵巧，象高明的外科医生那样一丝不苟。在显微镜下，他先用一根钢针在卵上刺了一个小洞，于是胀得圆滚滚的青蛙卵马上就松驰下来，变成扁圆形的，再用钢镊往两边轻轻一挑，青蛙卵的卵膜就从卵上顺利地脱落下来了。他干得又快又利落。 “成功了！成功了！”同学涌上去祝贺，勃朗歇尔教授更是激动万分，这是他搞了几年也没有搞成的项目啊！他抑制不住内心的喜悦，连声称赞：“童第周真行！中国人真行！”童第周剥除青蛙卵膜手术的成功，一下子震动了欧洲的生物界。4年之后，通过答辩，比利时的学术委员会决定授予童第周博士学位。在荣获学位的大会上，童第周激动地说：“我是中国人，有人说中国人笨，我获得了贵国的博士学位，至少可以说明中国人决不比别人笨。”在场的教授纷纷点头，有的还伸出大姆指。而那位洋人学生却一篇论文也没有，更谈不上当博士了。 1937年抗日战争爆发，童第周谢绝了专家和同学们的挽留，毅然回到了灾难深重的祖国。他来到四川宜宾一个村镇教书。在紧张的教学中始终没有忘记搞科学研究。可是，这里没有科学仪器，连一架显微镜也没有，没办法继续开展胚胎学的研究工作。一次意外的发现给他带来了希望：在小镇的旧货摊上他们看到了一架旧显微镜，但要价太贵，当时他们夫妻俩掏尽了口袋还凑不足一半，又向别人借了一些还不够，最后只好把他们的衣服拿去典当，好不容易才买回这架旧显微镜。 有了显微镜，但没有所需要的灯光照明，还是不能进行操作。他们只好把显微镜搬到室外，冬天利用雪地微弱的反光，他忘记了寒冷在聚精会神地工作着。夏天烈日当头，汗流浃背即使汗水滴在视镜上模糊了视线，或是风把一粒小沙子吹进了载物器，甚至占据了整个视野……童第周仍然坚持攻关。一般说来，每一个试验数据都要重复一、二次，而他往往要重复五、六次。然而，就在这简陋的显微镜下，在这低矮的小土屋里，童第周却撰写了一篇篇具有学术价值的论文，震惊了国内外生物界的学者。 1973年，在周总理的亲切关怀下，童第周和他的伙伴们开始了细胞遗传学的研究工作。他在解剖显微镜下，用比绣花针还细的玻璃注射针，把从鲫鱼的卵细胞中取出来的遗传因子，注射到金鱼的受精卵中。金鱼的卵还没有小米粒大，做这样的实验该有多难啊！可是童第周成功了，结果孵化出的幼鱼中，有一条鱼披着金色的鳞片，长着鲫鱼那样的单尾巴，说明鲫鱼的遗传基因，已经在金鱼卵中发生了作用。这种鱼因为是童第周创造出起的，因此，人们叫它“童鱼”。童第周的实验成果，给生物学作出了巨大贡献。 1978年，童第周光荣地加入了中国共产党，他虽已76岁高龄，却以年轻人的朝气投入了工作。他亲手制定了科研项目规划，绘制了美好的兰图。1979年3月，在浙江省科技大学的讲台上，他突然眩晕，从此一病不起。他为祖国科学事业的振兴，实践了他的誓言：“愿效老牛，为国捐躯！”
补充内容：不能贴那么多的字，假如你真的有兴趣的话，可以去百度百科那里查找，那里的资料比较详细！！！！！！！【DNA简介】 脱氧核糖核酸（DNA，为英文Deoxyribonucleic acid的缩写）,又称去氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中，从而完成性状的传播。原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序;初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应.除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA,极少数为RNA.【DNA特点】 a. DNA是由核酸的单体聚合而成的聚合体。 b. DNA的单体称为脱氧核苷酸，每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成：一分子含氮碱基+一分子五碳糖(脱氧核糖)+一分子磷酸根,DNA都是由C、H、O、N、P五种元素组成的。 c. DNA的含氮碱基又可分为四类：鸟嘌呤(Guanine)、胸腺嘧啶(Thymine)、腺嘌呤(Adenine)、胞嘧啶(Cytosine) d. DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的，但再不同物种间则有差异。 e. DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性，每一种生物体DNA中 A≈T C≈G 加卡夫法则。 【解开DNA的秘密】当发现基因就是DNA后，人们还是想知道，这个DNA是怎么样的一种东西，它又是通过什么具体的办法把生命的那么多信息传递给新的接班人的呢？ 首先人们想知道DNA是由什么组成的，人类总是爱这样刨问底。结果有一个叫莱文的科学家通过研究，发现DNA是由四种更小的东西组成，这四种东西的总名字叫核苷酸，就像四个兄弟一样，它们都姓核苷酸，但名字却有所不同，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，这四种名字很难记，不过只要记住DNA是由四种核苷酸只是随便聚在一起的、而且它们相互的连接没有什么规律，但后来核苷酸其实不一样，而且它们相互组合的方式也千变万化，大有奥秘。现在，人们已基本上了解了遗传是如何发生的。20世纪的生物学研究发现：人体是由细胞构成的，细胞由细胞膜、细胞质和细胞核等组成。已知在细胞核中有一种物质叫染色体，它主要由一些叫做脱氧核糖核酸（DNA）的物质组成。 生物的遗传物质存在于所有的细胞中，这种物质叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每个核苷酸又由磷酸、核糖和碱基构成。碱基有五种，分别为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。每个核苷酸只含有这五种碱基中的一种。 单个的核苷酸连成一条链，两条核苷酸链按一定的顺序排列，然后再扭成“麻花”样，就构成脱氧核糖核酸（DNA）的分子结构。在这个结构中，每三个碱基可以组成一个遗传的“密码”，而一个DNA上的碱基多达几百万，所以每个DNA就是一个大大的遗传密码本，里面所藏的遗传信息多得数不清，这种DNA分子就存在于细胞核中的染色体上。它们会随着细胞分裂传递遗传密码。 人的遗传性状由密码来传递。人大概有2.5万个基因，而每个基因是由密码来决定的。人的基因中既有相同的部分，又有不同的部分。不同的部分决定人与人的区别，即人的多样性。人的DNA共有30亿个遗传密码，排列组成约2.5万个基因。【结构】 DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3’，5’-磷酸二酯键相连构成的长链。大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富，可达6摩尔％。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。一般用几个层次描绘DNA的结构。 一级结构 DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段，基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法，他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后，测定方法又不断得到改进，已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对，水稻叶绿体基因组含134525个碱基对，烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构，后来这个模型得到科学家们的公认，并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究，发现因湿度和碱基序列等条件不同，DNA双螺旋可有多种类型，主要分成A、B和Z3大类。 一般认为，B构型最接近细胞中的DNA构象，它与双螺旋模型非常相似。A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近。Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿（Z）形，故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年，美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 双螺旋DNA∶1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫（E.chargaff，1905— ）测定了DNA中4种碱基的含量，发现其中腺膘呤与胸腺嘧啶的数量相等，鸟膘呤与胞嘧啶的数量相等。这使沃森、克里克立即想到4种碱基之间存在着两两对应的关系，形成了腺膘呤与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤与胞嘧啶配对的概念。 1953年2月，沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克林在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片，这一下激发了他们的灵感。他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构，而且分析得出了螺旋参数。他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断，并加以补充：磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。 一连几天，沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。 双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤总是与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤总是与胞嘧啶配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。 克里克从一开始就坚持要求在4月25日发表的论文中加上“DNA的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话。他认为，如果没有这句话，将意味着他与沃森“缺乏洞察力，以致不能看出这一点来”。 在发表DNA双螺旋结构论文后不久，《自然》杂志随后不久又发表了克里克的另一篇论文，阐明了DNA的半保留复制机制。【DNA的理化性质】DNA是大分子高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度。DNA对紫外线有吸收作用，当核酸变性时，吸光值升高；当变性核酸可复性时，吸光值又会恢复到原来水平。温度、有机溶剂、酸碱度、尿素、酰胺等试剂都可以引起DNA分子变性，即使得DNA双键间的氢键断裂，双螺旋结构解开。 DNA 指deoxyribonucleic acid 脱氧核糖核酸(染色体和基因的组成部分) 脱氧核苷酸的高聚物，是染色体的主要成分。遗传信息的绝大部分贮存在DNA分子中。 【分布和功能】 原核细胞的染色体是一个长DNA分子。真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色体也只含一个DNA分子。不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息；策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间；确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。DNA病毒的遗传物质也是DNA。 【DNA的发现】 自从孟德尔的遗传定律被重新发现以后，人们又提出了一个问题：遗传因子是不是一种物质实体？为了解决基因是什么的问题，人们开始了对核酸和蛋白质的研究。 早在1868年，人们就已经发现了核酸。在德国化学家霍佩·赛勒的实验室里，有一个瑞士籍的研究生名叫米歇尔（1844--1895），他对实验室附近的一家医院扔出的带脓血的绷带很感兴趣，因为他知道脓血是那些为了保卫人体健康，与病菌"'作战"而战死的白细胞和被杀死的人体细胞的"遗体"。于是他细心地把绷带上的脓血收集起来，并用胃蛋白酶进行分解，结果发现细胞遗体的大部分被分解了，但对细胞核不起作用。他进一步对细胞核内物质进行分析，发现细胞核中含有一种富含磷和氮的物质。霍佩·赛勒用酵母做实验，证明米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的。于是他便给这种从细胞核中分离出来的物质取名为 "核素"，后来人们发现它呈酸性，因此改叫"核酸"。从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究。 20世纪初，德国科赛尔（1853--1927）和他的两个学生琼斯（1865--1935）和列文（1869－－1940）的研究，弄清了核酸的基本化学结构，认为它是由许多核苷酸组成的大分子。核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的。其中碱基有4种（腺瞟吟、鸟嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶），核糖有两种（核糖、脱氧核糖），因此把核酸分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。 列文急于发表他的研究成果，错误地认为4种碱基在核酸中的量是相等的，从而推导出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的核苷酸连接成的四核苷酸，以此为基础聚合成核酸，提出了"四核苷酸假说"。这个错误的假说，对认识复杂的核酸结构起了相当大的阻碍作用，也在一定程度上影响了人们对核酸功能的认识。人们认为，虽然核酸存在于重要的结构--细胞核中，但它的结构太简单，很难设想它能在遗传过程中起什么作用。 蛋白质的发现比核酸早30年，发展迅速。进入20世纪时，组成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现，到1940年则全部被发现。 1902年，德国化学家费歇尔提出氨基酸之间以肽链相连接而形成蛋白质的理论，1917年他合成了由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链。于是，有的科学家设想，很可能是蛋白质在遗传中起主要作用。如果核酸参与遗传作用，也必然是与蛋白质连在一起的核蛋白在起作用。因此，那时生物界普遍倾向于认为蛋白质是遗传信息的载体。
graduation paper_释义：
毕业论文。
[例句]The content of the graduation paper is to design and simulate the helical antenna.
该毕业设计的内容主要是对螺旋天线具体设计，并进行仿真。
研究成果：作为负责人主持或主要人员参与了多项国家自然科学基金项目、973子课题、国防预研项目和教育部教改项目等‚已在国内外专业期刊和专业会议发表研究论文近40篇。国家发明专利4项:“小功率微波等离子体源”、“非周期性电容加载的移相器”、“一种基于近场耦合的小型化螺旋天线系统”、“一种基于微带矩形双环缝谐振器的频率选择性表面结构”课题项目：基于微系统的小功率微波等离子体源的研究‚国家自然科学基金资助项目‚2005‚1-2007‚12小功率微波微等离子体的研究‚国家自然科学基金资助项目‚2011‚1-2013‚12项目资金及来源：20.小功率微波微等离子体的研究‚36万元‚国家自然科学基金资助项目(项目负责人).19.基于微系统的小功率微波等离子体源的研究‚20万元‚国家自然科学基金资助项目(项目负责人).18. 调控电磁波-若干基于坐标变换和超材料技术的天线与散射问题的研究‚60万元‚国家自然科学基金资助项目(主要人员).17.数字式磁场测量仪的研制‚2万元‚华东师范大学实验设备研制基金项目(项目负责人).16.打印机电磁干扰分析‚上海测试技术研究院(项目负责人).15.MEMS(可重构)分形天线研究‚ 21+17万元‚国家自然科学基金项目和总装备部预研基金项目(主要人员).14．光子带隙材料的形成机理、传播、发射和吸收特性‚30万元‚973子课题(主要人员).13．可调谐铁电材料及铁电移相器研发‚12万元‚上海市科委专利二次开发项目(主要人员).12．封孔瓦微波无损检测研究‚15万‚海军总装备部（主要人员）.11．消声瓦无损检测研究‚40万‚海军总装备部（主要人员）.10．CPY-1型消声瓦粘贴质量微波无损检测仪制造‚2万‚海军总装备部（项目负责人）.9．现代电子技术实验教学模式的研究与实践‚12万‚国家教育部（主要人员）.8．周波跌落模拟器的控制电路‚1.8 万‚上海三基电子工业有限公司（项目负责人）.7．微波等离子体处理消声瓦表面的研究‚1.4 万‚华东师范大学理工学院科技发展基金（项目负责人）.6. 中学多媒体课件开发‚3万元‚上海学友软件公司（项目负责人）.5．“微波工程基础”(主干课程建设)‚2万元‚华东师范大学教务处（项目负责人）.4．《微波工程基础》课程的实验研究‚1.0万‚华东师范大学教务处（项目负责人）.3．《微波技术》课程多媒体CAI应用软件建设‚0.8万‚华东师范大学教务处（项目负责人）.2．微波化学反应设备‚ 0.5 万‚华东理工大学（项目负责人）.1．中学多媒体课件研究‚100万‚上海市教委教研室、上海电视大学（主要人员）.发表文章：1、Electrostatic Surface Trap for Cold Polar Molecules with a Charged Circular Wire‚Chinese Physics Letters‚2007.2、ICP源平面微带螺旋天线参数对性能的影响‚应用科学学报‚2007.3、小功率平面螺旋电感耦合微波等离子体源的建模分析‚电波科学学报‚20074、基于微带环缝谐振器的小功率微波等离子体源的建模与仿真‚电子与信息学报‚2007.5、基于CSRR的小型化低通滤波器的研究‚材料导报‚2007.6、宽带Wilkinson功分器的研制‚材料导报‚2007.7、新型三频微带天线的小型化研究‚材料导报‚2007.8、Micro-strip Spiral Resonator in Miniaturized Inductively Coupled Plasma Source‚ 2006 8th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology Proceedings‚ 20069、圆柱腔内微波等离子体激励的研究‚华东师范大学学报（自然科学版）‚2005.10、PHS、3G和WLAN共用室内分布系统分析‚电信快报‚2005.11、周波跌落模拟器的研制‚电子技术‚2004.12、微波等离子体改进消声瓦橡胶表面湿润性的研究‚表面技术‚200313、微波等离子体用于橡胶表面改性处理的研究‚华东师范大学学报（自然科学版）‚2003.14、微波等离子体对橡胶的表面改性研究‚微波学报‚2001.15、微波等离子体处理消声瓦表面的研究‚化学世界‚2001.16、一种医用椭圆环微带辐射器的研究‚华东师范大学学报（自然科学版）‚2000.17、A Study of Rubber Surface Modification Using Microwave Plasma‚The Proceedings of 2001 International Laser‚ Lightwave and Microwave Conference‚ 2001‚ Shanghai.18、基于微带环缝谐振器的小功率微波等离子体源的研究‚上海交通大学学报‚2009.19、基于虚拟源树的射线跟踪算法的研究‚华东师范大学学报(自然科学版) ‚2008.20、多馈口微波加热圆柱腔的研究‚压电与声光(增刊)‚2008.21、小功率平面螺旋电感耦合微波等离子体源的研究‚ 电子学报‚ 2009.参加国内外学术会议：1、The 5 International conference on microwave and millimeter wave technology(ICMMT2007)‚ 2007‚ 广西桂林.2、基于圆环缝隙结构的小型超宽带天线设计‚2007年全国微波毫米波会议‚2007‚ 浙江宁波.3、第13届全国微波能应用学术会议‚2007‚湖南长沙.4、Micro-strip Spiral Resonator in Miniaturized Inductively Coupled Plasma Source‚ 2006 8th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology‚ 2006‚ Shanghai.5、“用于微波等离子体激励的微带环缝谐振器的设计”‚2005年全国微波毫米波会议‚2006‚深圳.6、“A study of rubber surface modification using microwave plasma”‚ 2005亚太微波会议‚2005‚江苏苏州.7、“圆柱腔内微波等离子体激励的研究”‚首届上海航天科技论坛暨神舟六号载人航天飞行圆满成功报告会和学术年会‚2005‚上海.8、平面螺旋电感耦合微波等离子体源的建模研究‚第十二届全国微波能应用学术会议‚2005‚四川成都.9、中国无线电管理2004上海论坛‚2004‚上海.10、“医用椭圆型微带辐射器的研究”‚第十一届全国微波能应用学术会议‚2004‚江苏南京.11、“微波等离子体用于橡胶表面改性处理的研究”‚2003年全国微波毫米波会议‚2003‚上海.12、The Michigan-Freiburg-Kyoto Micro Alliance Annual Meeting‚ 2008‚ Ann Arbor‚ Michigan‚ USA.13、第十四届全国微波能应用学术会议‚2009年11月17-20日‚广东顺德.所获奖励：2006年度华东师范大学优秀任课教师奖2005年高等教育上海市教学成果奖一等奖2004年华东师范大学教学成果奖一等奖2003年华东师范大学优秀教学奖二等奖
螺旋天线(helical antenna)是一种具有螺旋形状的天线。它由导电性能良好的金属螺旋线组成，通常用同轴线馈电，同轴线的心线和螺旋线的一端相连线，同轴线的外导体则和接地的金属网（或板）相连线。螺旋天线的辐射方向与螺旋线圆周长有关。当螺旋线的圆周长比一个波长小很多时，辐射最强的方向垂直于螺旋轴；当螺旋线圆周长为一个波长的数量级时，最强辐射出现在螺旋旋轴方向上。
1953年，克里克和沃森在《自然》上发文揭示了DNA的双螺旋结构，并于1962年和英国分子生物学家莫里斯·威尔金斯分享了诺贝尔生理学或医学奖。DNA由两条反向平行的脱氧核糖核酸单链组成， 含有4种碱基，其中A和T之间形成2个氢键，C和G之间形成3个氢键 ，用于维持DNA结构的稳定。
除了我们熟悉的构成DNA的4种碱基（A、T、C和G）之外，近些年来，科学家发现DNA双链上的碱基能够被修饰，例如甲基、甲酰基和羧基修饰等。不过，这些修饰后的碱基在DNA中占比极小。
近日，在3篇发表于《科学》的论文中，中国和法国的科学家发现大量噬菌体（一类病毒）体内的 DNA与其他生物并不相同 。其DNA结构也是稳定的双螺旋结构，但构成DNA的 腺嘌呤（A碱基）被完全替换成另一种碱基 —— 二氨基嘌呤 ，简称为Z碱基。其中一篇论文的通讯作者，天津大学药物科学与技术学院的张雁教授表示，这种碱基也是除了A、T、C和G外，在自然界中能构成DNA双螺旋结构的第5种碱基。
“这个新碱基打破了此前克里克等人定义的经典的DNA双螺旋结构，我们可以把它称为能构建DNA双螺旋的‘第5种碱基’，”在接受《环球科学》的采访时，张雁说，“在研究中，我们发现 这种DNA的稳定性比传统的DNA更高 ，我们推测 Z和T或许形成了3个氢键 。这也意味DNA还具有新的物理和化学性质。”而另外两篇由法国科学家发表的文章，也证实了张雁教授等人的研究。
1977年，Z碱基首次在一篇发表于 《自然》 杂志的文章中露面。当时，苏联科学家分析了一种 能感染蓝绿藻的S-2L噬菌体 （也称为噬藻体，cyanophage）的基因。根据光谱分析数据，他们发现其中存在除T、C和G之外的另一种碱基，并通过酸水解实验证实这种未知的碱基为二氨基嘌呤（Z）。
首次发现该现象后，他们通过酶解实验进行了重复验证，并确认S-2L噬菌体的DNA确实是由这4种碱基的脱氧核糖核苷酸组成，其中Z与T的含量接近，在DNA中配对。不过，此后数十年一直没有相关的研究进展。
由于长期从事酶学和生物基础代谢研究，张雁教授等人注意到了S-2L噬菌体。当他们重新审视这篇文章时，疑问也浮现出来——为什么这种噬菌体的DNA中含有一种新的碱基？这种碱基是怎么合成的？
在新研究中，他们发现S-2L噬菌体在入侵宿主后，会利用自身基因合成的 两种酶——dATPase和PurZ 。PurZ的作用十分关键，它能和细菌中的酶一起发挥作用，促进二氨基嘌呤脱氧核苷酸（如dZTP）的形成。随后，S-2L噬菌体自身的DNA聚合酶能以它为底物，在新合成的噬菌体DNA中添加Z碱基。
而噬菌体DNA中A碱基的消失，还需要依赖dATPase。它能直接降解含有A碱基的脱氧核苷酸，阻止其参与DNA的合成。除S-2L噬菌体以外，一些噬菌体还能合成酶DUF550，它既能和PurZ协同作用，提高噬菌体合成dZTP的效率，还具有部分降解含有A碱基的脱氧核苷酸的功能。
为什么这种噬菌体需要一个新的碱基呢？这与它们的生存方式密切相关。噬菌体能吸附在细菌表面，像注射器一样将自身的DNA注射入细菌体内。但在细菌中实现大量繁殖之前，它首先需要面对细菌体内的“免疫系统”—— 限制性内切酶 。当外来的DNA入侵时，细菌的限制性内切酶能切割这些外来DNA上特定的基因序列，促进其降解。
当DNA序列中的一种碱基被彻底替换时，细菌中的限制性内切酶无法对其识别，细菌就没有防御措施，只能等待被噬菌体占据了。并不只有S-2L噬菌体能利用这种新碱基，在发表于 《科学》 的文章中，张雁等人发现了 100多种能表达PurZ和相关基因的噬菌体 ，其中大部分来自短尾噬菌体科（Podoviridae）和长尾噬菌体科（Siphoviridae）。他们推测如果一种噬菌体的基因组中含有合成PurZ等基因，就可以证明它的DNA中A碱基完全被Z碱基替换了，因此 具有这种DNA的噬菌体可能远不止这些 。而要证明这一猜想，他们还需要一种新的噬菌体来进行验证。
为了验证这一猜想，他们选择了一种能感染不动杆菌的噬菌体——SH-Ab 15497。由于噬菌体DNA序列的特殊性，只能用化学分析方法—— 液相色谱和纳米孔测序技术 ——进行测序。
通过与上海 科技 大学赵素文教授和伊利诺伊大学赵惠民团队的合作，张雁教授等人最终确认了噬菌体SH-Ab 15497的DNA中的碱基组成为Z、T、G和C。在培养噬菌体时，他们发现当 它们感染在细菌后，能很快将细菌裂解， 这意味着细菌的“免疫系统”失效了，而新的DNA组成并没有影响噬菌体的繁殖。
在《科学》杂志的另外两篇论文中，一项 研究 通过一种能感染弧菌的噬菌体，证实了PurZ在合成Z碱基中的关键作用。另外，PurZ似乎与古细菌中PurA具有相似性。另一篇 文章 则显示长尾噬菌体将PurZ酶基因连接到DNA上的DNA聚合酶，与细菌含有的DNA聚合酶I具有很高的相似性。这一发现暗示，在很早之前，Z碱基或许和A碱基同时存在于细菌体内。
Z碱基的发现不仅撼动了克里克和沃森在1953年提出的DNA双螺旋结构，还能推动更多实用性研究的发展。“虽然目前我们只了解到这种DNA分子结构更稳定了，其他的物理、化学性质还需要进一步研究，”张雁教授说，“但利用目前发现的PurZ等酶，我们能大量且低成本地合成这些酶，来合成这种DNA，进而确认并利用它的特性。”
这些应用或将扩展到DNA折纸、DNA存储技术和噬菌体治疗等多个方面。这种DNA比传统的DNA更稳定，这或许能 增加DNA折纸结构的稳定性以及折叠效率 。而新碱基的加入或许能在DNA存储中增强信息加密能力。
在公共卫生领域，超级耐药菌的蔓延正在让更多的抗生素失效。但是，噬菌体疗法让人们看到了一丝对抗耐药菌的希望。不过，目前这种疗法仍然存在一个阻碍，并不是所有的噬菌体都能起效，在治疗某种特定的超级耐药菌感染时，往往需要去各种环境中搜寻一些特定起效的噬菌体，这是一项极其繁琐的工作。而这些含有新DNA的噬菌体，能无视细菌体内的“免疫系统”，或许能在这一疗法中发挥作用。
撰文：石云雷 审校：杨心舟
参考文献：
双螺旋结构。
1953年，英国自然杂志上的一篇论文在全世界引起了轰动。这篇文章对DNA的双螺旋结构，碱基配对方式进行了阐述，宣告了DNA结构的正式发现。
DNA双螺旋（外文名DNA double helix）指的是一种核酸的构象，在该构象中，两条反向平行的多核苷酸链相互缠绕形成一个右手的双螺旋结构。
相关信息：
1953年4月25日，克里克和沃森在英国杂志《自然》上公开了他们的DNA模型。经过在剑桥大学的深入学习后，两人将DNA的结构描述为双螺旋，在双螺旋的两部分之间，由四种化学物质组成的碱基对扁平环连结着。
他们谦逊地暗示说，遗传物质可能就是通过它来复制的。这一设想的意味是令人震惊的：DNA恰恰就是传承生命的遗传模板。
接力捧随后传到了英国的威尔金斯和弗兰克林小组。在40年代末，威尔金斯的研究小组就测定了DNA在较高温度下的X射线衍射，纠正了阿斯特伯里发现的缺陷，而且初步认识到DNA是一个螺旋形的结构。
但是后来随着研究的发展，威尔金斯似乎再也无法深入到更深层面了解DNA的真实结构。这时弗兰克林这位具有非凡才能的物理化学家加盟到威尔金斯小组。