DNA磷硫酰化修饰是指DNA磷酸二酯键上的一个非桥联氧原子被硫原子以R_P构型取代的DNA修饰形式,它的发现首次阐明了DNA上的第六种元素“硫”。在前期的研究中,科学家们发现这种DNA骨架上的磷硫酰化修饰是由dndABCDE基因簇编码的蛋白所控制,并且DNA磷硫酰化修饰在细菌中广泛存在,具有多样的修饰特征和生理功能。但目前为止,有关DNA磷硫酰化修饰的研究均在细菌中展开,本研究首次在古菌中鉴定到DNA磷硫酰化修饰的存在,因为古菌是三域生命进化树中重要的一支,所以研究古菌中的DNA磷硫酰化修饰就显得尤为必要。本研究首先通过生物信息学分析检索到部分古菌具有dndCDEA基因簇,并且通过LC-MS/MS分别鉴定了其中5株嗜盐古菌,N.bangense JCM10635,H.jeotgali A29,H.amylolyticum CGMCC 1.10121,H.limi JCM16811,H.salinum JCM19729,的磷硫酰化修饰类型及频率,修饰类型为d(G_PSA)R_P,核心序列为5’-GATC-3’。并利用SMRT技术对其中4株古菌中的磷硫酰化修饰进行了精准定位。进一步,我们成功对来自古菌H.jeotgali A29中的dnd基因簇实现了异源表达,并发现dndCDEA基因簇与其附近的pbeABCD基因簇能够共同组成一套新型的抗病毒系统。我们对dndCDEA-pbeABCD系统进行了分段缺失及关键位点的点突变,确定了这套系统中的必需基因及抗病毒功能依赖于DNA磷硫酰化修饰表型的特征。此外,由于古菌H.jeotgali A29中这套抗病毒系统的磷硫酰化修饰核心序列是5’-GATC-3’,这与Dam甲基转移酶介导的^6mA甲基化修饰的核心序列相同,所以本研究也对古菌中基于DNA磷硫酰化修饰的抗病毒系统与甲基化修饰间的关系做了初步探索。本课题致力于古菌中DNA磷硫酰化系统的研究,发现来了古菌中的一种基于DNA磷硫酰化修饰的新型抗病毒系统,突破了这种修饰系统的相关研究仅局限在细菌域的瓶颈,拓展了对DNA磷硫酰化这一表观修饰生理意义的认识,丰富了我们对限制修饰系统的认知。