
由1962年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者英國科學家克里克和美國科學家沃森提出的分子生物學中心法則認為,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,由此來完成遺傳信息的轉錄和翻譯過程的。
根據這一中心法則,mRNA似乎只有唯一的功能,即編碼蛋白質。最近,美國柏斯以色列狄肯尼斯醫學中心癌癥(BIDMC)遺傳學研究小組的專家認為,RNA的功能并沒有那么單一。
研究小組發表在近日《自然》(Nature)雜志上的文章指出,除了編碼蛋白質外,RNA之間相互溝通的能力也賦予了它們一種新的功能:通過競爭來參與調控基因表達,并且這種新功能在數以千計的非編碼RNA身上也有所體現。這一發現具有十分重要的意義,目前科學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向蛋白質傳遞遺傳信息,因此其與包括癌癥在內的許多人類疾病都有關。而這項新研究發現,大自然精心設計了一幕精彩的“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生變異,就會引發癌癥或其他人類疾病。
負責該研究的BIDMC癌癥研究中心主任潘多爾菲表示,盡管傳統上人們認為小分子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源RNA。
為進一步檢驗他們的假設,研究小組將目光轉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,因此它們也是正常基因的競爭者,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。之后他們如法炮制,證實了與致癌基因KRAS相關的假基因KRAS1P也是致癌基因。
潘多爾菲及哈佛醫學院的喬治·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,這不僅意味著科學家發現了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家掌握,使得細胞和腫瘤生物學的調控方式提升至一個新的水平,并使功能基因組的規模增加一倍。
潘多爾菲表示,科學家現在已經開始重視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信息,但他們現在已經知道如何傾聽RNA的語言,并通過這種方式來預測哪些RNA是競爭性內源RNA,進而掌握它們的功能。目前科學家已經掌握了數千個與人類疾病相關的RNA分子。這些發現將為生物學奠定新的基礎,有助于開發出新手段來迅速識別與人類疾病相關的基因,并掌握其功能和作用,從而提高診斷和治療水平。
基因組大片段的精準操控是作物育種和合成生物學領域的關鍵需求。CRISPR-Cas系統依賴DNA雙鏈斷裂(DSB),大片段重排效率低且易產生副產物。經典重組酶識別序列固定、無法重新編程。近年,bridg......
近日,中山大學腫瘤防治中心主任醫師牟永告團隊聯合廣東省科學院生物與醫學工程研究所醫學材料團隊郭會龍副研究員等科研人員,開發出一種三重響應型可注射水凝膠,可在術后瘤腔實現siRNA靶向遞送,從而阻斷腫瘤......
記者8月29日從南華大學獲悉,該校核科學技術學院教授韋悅周團隊,近期從稀土礦渣中直接分離得到高純度的阿爾法核素鉛-212及其前體核素釷-228,并成功實現了單批次從公斤級稀土礦渣中分離提取158微居里......
在每一個人的身體里,每天都有數萬億個細胞在安靜地工作、分裂、死亡。維持這套系統精密運轉的,是一套我們看不見也感覺不到的“指令系統”。而當這套指令的“剪輯”出現錯誤時,癌癥、發育畸形、神經退行性疾病就可......
近日,中國農業科學院植物保護研究所聯合多家科研單位,成功研發出以RNA干擾為核心的根結線蟲綠色防控技術,相關研究成果發表在《現代農業化學》(AdvancedAgrochem)上。根結線蟲是嚴重危害糧食......
同樣接觸致癌物,為什么有人很快患癌,有人長期無事?據最新一期《自然》雜志發表的一項研究稱,英國劍橋大學、愛丁堡大學及美國耶魯大學、德克薩斯大學等機構合作,通過動物實驗得出結論,即每個人的“出廠設置”決......
美國弗吉尼亞理工大學科學家團隊開發出一種名為“RNAbpFlow”的AI模型,在RNA結構預測任務中的表現可媲美谷歌旗下“深度思維”公司開發的“阿爾法折疊3”,且無需依賴海量進化序列數據庫,有望加速R......
先別急著扔掉你廚房里的那瓶特級初榨橄欖油。但接下來我要說的,可能會讓你重新思考那些被奉為“健康圣經”的飲食建議。你知道的,就是那些天天告訴你“橄欖油最健康”、“地中海飲食能防癌”的科普文章。2025年......
近日,中國農業科學院作物科學研究所野生稻保護與利用創新研究組聯合國內外科研團隊系統解析了水稻長鏈非編碼RNA的多組學特征與表型效應,揭示了其驅動表型變異與育種潛力。相關研究成果發表在《細胞研究》(Ce......
2026年4月17日,北京——安捷倫科技公司(紐約證交所:A)將于美國時間2026年4月17日至22日,在美國加利福尼亞州圣地亞哥舉行的美國癌癥研究協會(AACR)年會上,展示一系列助力癌癥研究與診斷......