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《自然》：研究揭示mRNA非編碼功能
閱讀：127 發(fā)布時間：2013-11-21| 提 供 商 | 上海撫生實業(yè)有限公司 | 資料大小 | 77.2KB |
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《自然》：研究揭示mRNA非編碼功能
由1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者英國科學(xué)家克里克和美國科學(xué)家沃森提出的分子生物學(xué)中心法則認為，遺傳信息是從DNA（脫氧核糖核酸）傳遞給mRNA（信使核糖核酸），再從mRNA傳遞給功能蛋白質(zhì)，由此來完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的。
根據(jù)這一中心法則，mRNA似乎只有*的功能，即編碼蛋白質(zhì)。zui近，美國柏斯以色列狄肯尼斯醫(yī)學(xué)中心癌癥（BIDMC）遺傳學(xué)研究小組的專家認為，RNA的功能并沒有那么單一。
參與競爭的“臥底”
研究小組發(fā)表在近日《自然》（Nature）雜志上的文章指出，除了編碼蛋白質(zhì)外，RNA之間相互溝通的能力也賦予了它們一種新的功能：通過競爭來參與調(diào)控基因表達，并且這種新功能在數(shù)以千計的非編碼RNA身上也有所體現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)具有十分重要的意義，目前科學(xué)家已掌握的功能性遺傳信息庫很可能因此獲得極大的增容。
此前研究認為，小分子RNA（microRNA）可以通過與mRNA綁定來抑制基因表達，阻止mRNA向蛋白質(zhì)傳遞遺傳信息，因此其與包括癌癥在內(nèi)的許多人類疾病都有關(guān)。而這項新研究發(fā)現(xiàn)，大自然精心設(shè)計了一幕精彩的“潛伏”活動，成千上萬的mRNA、非編碼RNA以及所謂的假基因紛紛“裝扮”成小分子RNA的面目，共同從事著“臥底”工作，從而形成了一類新的遺傳因素。這些遺傳因素一旦發(fā)生變異，就會引發(fā)癌癥或其他人類疾病。
負責(zé)該研究的BIDMC癌癥研究中心主任潘多爾菲表示，盡管傳統(tǒng)上人們認為小分子RNA會抑制mRNA的功能，但事實可能恰恰相反，換句話說，并不是小分子RNA綁定了mRNA，而是RNA扣押了小分子RNA，從而保護了mRNA的表達，并使小分子RNA對其他靶基因無效。研究人員將這種情況定義為競爭性內(nèi)源RNA。
為進一步檢驗他們的假設(shè)，研究小組將目光轉(zhuǎn)向不編碼蛋白的假基因。由于假基因或多或少與祖先基因相同，因此它們也是正?；虻母偁幷?，同樣能夠識別并爭奪相同的小分子RNA。
研究小組分析了編碼腫瘤抑制基因PTEN的RNA以及與該基因密切相關(guān)的假基因PTENP1之間的相互作用。通過這種新機制，他們證明了PTENP1同樣也是一種腫瘤抑制因子。之后他們?nèi)绶ㄅ谥?，證實了與致癌基因KRAS相關(guān)的假基因KRAS1P也是致癌基因。
“潛伏者”的密語令人神往
潘多爾菲及哈佛醫(yī)學(xué)院的喬治·賴斯曼教授說，細胞中的非編碼RNA分子同樣具有這個新功能，這不僅意味著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了mRNA的新表達方式，而且1.7萬個假基因以及多達1萬個長片段非編碼RNA所使用的“語言”也可能被破譯。如此一來，估計將有3萬個新的遺傳因素的功能將被科學(xué)家掌握，使得細胞和腫瘤生物學(xué)的調(diào)控方式提升至一個新的水平，并使功能基因組的規(guī)模增加一倍。
潘多爾菲表示，科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)開始重視RNA分子之間的競爭性問題，雖然過去人們還很難梳理出相關(guān)信息，但他們現(xiàn)在已經(jīng)知道如何傾聽RNA的語言，并通過這種方式來預(yù)測哪些RNA是競爭性內(nèi)源RNA，進而掌握它們的功能。目前科學(xué)家已經(jīng)掌握了數(shù)千個與人類疾病相關(guān)的RNA分子。這些發(fā)現(xiàn)將為生物學(xué)奠定新的基礎(chǔ)，有助于開發(fā)出新手段來迅速識別與人類疾病相關(guān)的基因，并掌握其功能和作用，從而提高診斷和治療水平。
《自然》：研究揭示mRNA非編碼功能