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《自然》：研究揭示mRNA非编码功能 |
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有助于开发出新手段迅速识别人类疾病相关基因 |
由1962年诺贝尔生理学或明升手机版奖获得者英国明升体育app家克里克和美国明升体育app家沃森提出的分子生物学中心法则认为，遗传信息是从DNA（脱氧核糖核酸）传递给mRNA（信使核糖核酸），再从mRNA传递给功能蛋白质，由此来完成遗传信息的转录和翻译过程的。
根据这一中心法则，mRNA似乎只有唯一的功能，即编码蛋白质。最近，美国柏斯以色列狄肯尼斯明升手机版中心癌症（BIDMC）遗传学研究小组的专家认为，RNA的功能并没有那么单一。
参与竞争的“卧底”
研究小组发表在近日《自然》（Nature）杂志上的文章指出，除了编码蛋白质外，RNA之间相互沟通的能力也赋予了它们一种新的功能：通过竞争来参与调控基因表达，并且这种新功能在数以千计的非编码RNA身上也有所体现。这一发现具有十分重要的意义，目前明升体育app家已掌握的功能性遗传信息库很可能因此获得极大的增容。
此前研究认为，小分子RNA（microRNA）可以通过与mRNA绑定来抑制基因表达，阻止mRNA向蛋白质传递遗传信息，因此其与包括癌症在内的许多人类疾病都有关。而这项新研究发现，大自然精心设计了一幕精彩的“潜伏”活动，成千上万的mRNA、非编码RNA以及所谓的假基因纷纷“装扮”成小分子RNA的面目，共同从事着“卧底”工作，从而形成了一类新的遗传因素。这些遗传因素一旦发生变异，就会引发癌症或其他人类疾病。
负责该研究的BIDMC癌症研究中心主任潘多尔菲表示，尽管传统上人们认为小分子RNA会抑制mRNA的功能，但事实可能恰恰相反，换句话说，并不是小分子RNA绑定了mRNA，而是RNA扣押了小分子RNA，从而保护了mRNA的表达，并使小分子RNA对其他靶基因无效。研究人员将这种情况定义为竞争性内源RNA。
为进一步检验他们的假设，研究小组将目光转向不编码蛋白的假基因。由于假基因或多或少与祖先基因相同，因此它们也是正常基因的竞争者，同样能够识别并争夺相同的小分子RNA。
研究小组分析了编码肿瘤抑制基因PTEN的RNA以及与该基因密切相关的假基因PTENP1之间的相互作用。通过这种新机制，他们证明了PTENP1同样也是一种肿瘤抑制因子。之后他们如法炮制，证实了与致癌基因KRAS相关的假基因KRAS1P也是致癌基因。
“潜伏者”的密语令人神往
潘多尔菲及哈佛明升手机版院的乔治·赖斯曼教授说，细胞中的非编码RNA分子同样具有这个新功能，这不仅意味着明升体育app家发现了mRNA的新表达方式，而且1.7万个假基因以及多达1万个长片段非编码RNA所使用的“语言”也可能被破译。如此一来，估计将有3万个新的遗传因素的功能将被明升体育app家掌握，使得细胞和肿瘤生物学的调控方式提升至一个新的水平，并使功能基因组的规模增加一倍。
潘多尔菲表示，明升体育app家现在已经开始重视RNA分子之间的竞争性问题，虽然过去人们还很难梳理出相关信息，但他们现在已经知道如何倾听RNA的语言，并通过这种方式来预测哪些RNA是竞争性内源RNA，进而掌握它们的功能。目前明升体育app家已经掌握了数千个与人类疾病相关的RNA分子。这些发现将为生物学奠定新的基础，有助于开发出新手段来迅速识别与人类疾病相关的基因，并掌握其功能和作用，从而提高诊断和治疗水平。
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