陳潤生：人類遺傳密碼的“暗能量”備受關注

　　在自然科學中，沒有一個領域受到如此強烈的關注。

　　“物理當中我們尚未解的、最重要的部分是暗能量，它大約占整個物質世界的70%，非編碼序列在整個人類遺傳密碼中實際上也是這個數量級的。”6月23日，在中國第一屆分子診斷技術大會上，生物信息學家、中國科學院院士陳潤生說。

　　他說，大量事實證明，非編碼序列具有非常重要的生物學功能，進入21世紀之后，它已成為“熱得不能再熱”的研究領域。

　　沒有一個領域受到這樣的關注

　　人類有多少個遺傳密碼？陳潤生介紹說，人類大概有30億個遺傳密碼。“如果在一頁紙上打印3000個密碼，100頁訂一本書，會有1萬本書，如果每本書厚1厘米,那么1萬本書就是100米高，差不多是40層樓。”

　　陳潤生的工作就是解析、組裝和分析這些密碼。他說，人們關心的問題是：在這本如此厚重的密碼書里，基因有多少？在人類基因組計劃開啟之前，人們認為在遺傳密碼表中，大部分都是基因。

　　當上個世紀90年代開始破譯遺傳密碼時，人們很快認識到，基因在整個人類的遺傳密碼里，大約占2%至3%。

　　這些基因也就是編碼序列，它編碼蛋白質，具有重要的生物學功能。另外大于97%的序列由于不編碼蛋白質，被稱為非編碼序列。

　　“這就是我多年來研究的領域。”陳潤生說，上個世紀，人們對非編碼序列是否具有生物學功能充滿了疑惑。在所有的疑問當中，最直逼核心的問題是，“你非編碼沒有任何信息表達出來，我們當然有理由認為你沒用”。

　　生物學家Aluizio Borem，Fabricio R.Santos, David E.Bowen等人撰寫的一本頗受歡迎的小冊子《生物技術》中說：人類DNA中絕大多數核苷酸序列由不具備編碼基因的序列組成。這種DNA的非功能部分因缺乏更為合適的術語，被稱作“廢物DNA”，對它們的功能和用途還不了解。

　　陳潤生說，進入21世紀之后，非編碼領域成為熱得不能再熱的研究領域。他解釋說，由于大量轉錄子的工作發現，非編碼序列其實和編碼序列一樣——它是轉錄的，“轉錄的意思是，它有大量的RNA產物。這些東西進一步印證它有某種功能，沒有功能為什么要有產物呢？”

　　統計表明，從2001年至2010年，Science雜志每年評出自然科學領域的十大科學突破中，至少有6~7次是關于基因組里的非編碼相關研究。

　　“自然科學中，沒有一個領域受到這樣的關注。”陳潤生說。

　　還未揭開冰山一角

　　陳潤生介紹說，非編碼序列所產生的RNA通稱為非編碼RNA。大量的研究證明，非編碼RNA中相當多的一部分具有某種功能。這些有功能的非編碼RNA對應的基因組序列被稱為非編碼基因。

　　陳潤生說，大量的事情證明非編碼RNA具有重要的生物學功能，瘋牛病就是一個極端的例子。

　　研究證明，瘋牛病的產生是蛋白質內部構象引起的。2003年，Nature雜志發表的一篇文章讓陳潤生印象頗深。這篇文章稱，引起瘋牛病的蛋白哪兒有呢？非常簡單，核糖核酸酶。這樣的蛋白不只是高等的動物例如牛、羊、人身上有，最基本的單細胞生物也有。問題是，誰也沒看到單細胞生物得瘋牛病。也就是說，當生物低到一定程度，即使有這些所謂瘋牛病相關蛋白，但沒有任何產生瘋牛病的跡象。

　　文章作者發現，差別不是在蛋白本身，而在于能夠引起瘋牛病和不能引起瘋牛病的細胞里面存在一些非編碼RNA。

　　“這個例子說明，即使在最經典的生物行為中，認為和RNA無關的最后證明還是和它有關。”陳潤生說，越來越多的事實證明，它幾乎參與生命活動中蛋白質參與的所有過程。

　　研究表明，非編碼RNA也可能引起惡性腫瘤、白血病、非小細胞肺癌。實際上，非編碼還和目前國際研究熱點表觀遺傳、干細胞實際上都緊密相關。

　　有人認為，在對宇宙的認識中，暗能量是最重要的部分，它大約占整個物質世界的70%，但這部分尚未被人類了解。“我們的非編碼實際上也是這個數量級的。”陳潤生說。

　　“有人說我們對非編碼RNA的功能和基因的了解僅僅是冰山一角，我估計一角是否搞完了都很難說。”陳潤生說，它是我們對人類、對生物的遺傳密碼認識當中非常重要的核心部分。

　　在應用上，它具有明顯的前景，包括臨床診斷、治療，同時具有非常重要的基礎研究關聯性。

　　有人開玩笑說，占人類基因組2%至3%的這部分一共有50個諾貝爾獎金獲得者，面對未開發的97%~98%，將有多少位諾貝爾獎獲得者誕生，則不可估量。