耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans是人们迄今发现的地球上抗辐射能力最强的生物。其对电离辐射(存活最高剂量约15 kGy,为普通真核生物的1000 倍)、紫外线、干燥、强氧化剂和化学诱变剂均显示出超强抗性。许多科学家认为这种极强抗辐射能力与其本身具有完善而高效的DNA修复系统有关,但其修复机理和抗辐射的具体分子机制至今还不清楚。本文运用比较基因组学的技术和方法,研究了该细菌基因组中存在的碱基切除修复、核苷酸切除修复、碱基错配修复和SOS修复等多种修复途径。结果表明,该细菌基因组不仅含有一般原核,真核生物中常见的DNA损伤修复基因,而且包含大量基因重复序列和一些特殊的多结构域基因家族(如Nudix,Rad,PprI等)。这些功能未知的高表达基因(约 105个)和多结构域基因家族,极有可能在该细菌超强辐射抗性中发挥关键性作用。比较基因组分析结果还表明,其辐射抗性和抗干燥性呈一定程度的相关性。在进化历程上,该细菌和诸如产甲烷球菌、放线菌、极端嗜热菌、芽孢杆菌等其它生活在地球上的古菌都存在着千丝万缕的联系。进一步阐明修复相关基因的结构及其具体调控机制,对于研究该细菌的极强辐射抗性机制尤为重要,同时对于将来实际应用于辐射污染地区的重金属生物修复方面也将发挥重要作用。