鉴定核酸化学修饰是表观遗传学研究的基础。然而，当检测灵敏度达到百万分之一（ ppm ）量级时，如何区分真正的细胞内源修饰与实验过程引入的污染或伪影，已成为该领域的核心挑战。
近日，复旦大学生物医学研究院的研究团队在 Nucleic Acids Research 发表研究成果 ：
Metabolic isotopic labeling of (deoxy)ribose enables dual neutral loss scanning for profiling nucleic acid modifications研究设计了一种核糖半量代谢标记结合双中性丢失扫描的质谱检测策略，为痕量核酸修饰的鉴定提供了双重身份验证标准，并成功捕捉到一种半衰期仅25分钟的瞬时修饰。
技术突破：为真实修饰加上 “ 双重保险 ”
研究团队通过精准调控培养基中 [U-¹³C] 葡萄糖与普通葡萄糖的比例，使细胞基因组 DNA 中恰好 50% 的脱氧核糖被 ¹³C 标记。这一设计为每个真实内源修饰核苷赋予了特征信号：任何源自细胞代谢的修饰核苷，在质谱检测中都会呈现一对 ¹³C 与 ¹²C 比例约为 1:1 的 “ 双胞胎峰 ” 。
这一方案构建了严格的判定逻辑 —— 仅呈现稳定双峰信号的修饰被认定为内源性；单峰或比例失衡的信号则被判定为外源污染物或实验伪影。该方法突破了传统高灵敏度质谱在分辨能力上的局限，为核酸修饰组学研究提供了特异性保障。
“ 去伪 ” ：为 6mA 争议提供关键证据
利用这一高可靠性平台，团队首先在小鼠胚胎干细胞中稳定检测到丰度极低的 5fC 和 5caC ，证实了平台的灵敏度。随后，研究针对哺乳动物基因组中备受争议的 6- 甲基腺嘌呤（ 6mA ）(;)展开探究。
结果显示，虽然样本中能观察到6mA的特征信号，但这些信号均缺乏对应的¹³C标记特征峰。这一发现为“哺乳动物基因组6mA可能源于实验伪影”的论断提供了直接证据。
“ 存真 ” ：捕获半衰期 25 分钟的瞬时修饰 dihmC
平台的更大价值在于发现新修饰。研究团队在甲醛诱导的 DNA 损伤模型中，从复杂质谱背景中准确捕捉到一对独特的双峰信号，经化学合成标准品比对，证实其为4-羟甲基-5-羟甲基胞嘧啶（dihmC）。
dihmC 是 5hmC 在甲醛作用下，其 4 位氨基再次羟甲基化的产物。该修饰其极不稳定性 —— 在水溶液中半衰期仅约 25 分钟。得益于优化的前处理技术和快速扫描平台，研究团队成功捕获了这一转瞬即逝的信号。
该研究为核酸修饰鉴定建立了一套可靠的身份验证标准，不仅提升了痕量修饰检测的准确性，更通过对dihmC的捕捉，展示了该方法在发现不稳定核酸加合物方面的巨大潜力。
复旦大学生物医学研究院博士生荣少钦（已毕业）、金祉含，实验技术人员殷东瑞为本文共同第一作者。 生物医学研究院 周丹 副研究员 、徐汇区中心医院高海研究员、广东省人民医院朱平教授为共同通讯作者。研究得到徐国良教授大力支持，以及汪海林、张康林、袁必锋等研究人员的宝贵意见，并获得复旦大学上海医学院公共技术服务中心技术支持。
原文链接：https://academic.oup.com/nar/article/54/5/gkag155/8495777
制版人： 十一
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