發(fā)現(xiàn)微RNA，為何能獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)

一種全新的基因調(diào)控原理

微RNA或許讓人們感到陌生，但它是生命活動(dòng)中的重要分子。生命體有不同的細(xì)胞和組織，如人體有肌肉、心臟、大腦等，需要由不同細(xì)胞中的DNA來發(fā)出指令，編碼產(chǎn)生蛋白質(zhì)。

產(chǎn)生不同組織和蛋白質(zhì)的根源在于基因調(diào)控，它允許每個(gè)細(xì)胞只選擇相關(guān)的指令，從而確保每種細(xì)胞類型中只有正確的基因組是活躍的。

過去認(rèn)為，RNA有兩種：一種參與編碼蛋白質(zhì)，即指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的信使RNA（mRNA）；另一種是不能編碼蛋白質(zhì)的RNA，稱為“非編碼RNA”。微RNA就是非編碼RNA中的一種，它的長(zhǎng)度很短，僅有21～23個(gè)核苷酸，故被稱為“微RNA”。

安布羅斯和魯夫坎發(fā)現(xiàn)，微RNA是一類在基因調(diào)控中起關(guān)鍵作用的新型微小分子，并且也間接或直接參與了基因編碼。微RNA與一種或多種信使RNA分子部分互補(bǔ)，從而下調(diào)基因表達(dá)，包括翻譯抑制。

因此，他們開創(chuàng)性地揭示了一種全新的基因調(diào)控原理，后者對(duì)包括人類在內(nèi)的多細(xì)胞生物至關(guān)重要。

在20世紀(jì)80年代，安布羅斯和魯夫坎在秀麗隱桿線蟲中研究了兩種突變的基因lin-4和lin--14。在此之前，安布羅斯已經(jīng)證明lin-4基因似乎是lin-14基因的負(fù)調(diào)節(jié)因子。然而，lin-14的活性是如何被阻斷的尚不清楚。

之后，安布羅斯和魯夫坎又做了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，表明lin-4微RNA通過與mRNA中的互補(bǔ)序列結(jié)合來關(guān)閉lin-14微RNA，從而阻斷l(xiāng)in-14蛋白的產(chǎn)生。這是一種以前未被發(fā)現(xiàn)的基因調(diào)控原理，由一種以前未知的RNA類型，即微RNA介導(dǎo)。1993年，這些成果發(fā)表在《細(xì)胞》雜志的兩篇文章中。

然而，如同很多的新生事物剛出現(xiàn)時(shí)一樣，最初科學(xué)界對(duì)此保持了沉默，因?yàn)檫@與傳統(tǒng)的從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的路徑和原則并不一樣。而且一些研究人員認(rèn)為，這只不過是秀麗隱桿線蟲的一個(gè)基因調(diào)控特點(diǎn)，可能與人類和其他復(fù)雜的動(dòng)物無關(guān)。

但是，在2000年，魯夫坎團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了由let-7基因編碼的另一種微RNA。之后，其他研究人員也發(fā)現(xiàn)了多種微RNA。而且單個(gè)微RNA可以調(diào)節(jié)許多不同基因的表達(dá)；反過來，單個(gè)基因也可以被多個(gè)微RNA調(diào)節(jié)。這些發(fā)現(xiàn)逐漸改變了人們的看法。現(xiàn)在已知的人類基因組編碼，有超過1000個(gè)微RNA在起作用。

不只利于預(yù)防和治療癌癥

發(fā)現(xiàn)微RNA有什么用？

概括地講，微RNA對(duì)生物體的發(fā)育和功能具有本質(zhì)上的重要性，可以解釋很多疾病的原理，因而可以用以治療疾病、研發(fā)疫苗和藥物，還可用以調(diào)控作物生長(zhǎng)，增加作物產(chǎn)量。

首先，微RNA基因調(diào)控已經(jīng)存在于自然界數(shù)億年。這種機(jī)制使越來越復(fù)雜的生物體能夠更精細(xì)地演化，如促進(jìn)人的演化。因?yàn)闆]有微RNA，細(xì)胞和組織就無法正常發(fā)育，人的肌肉或神經(jīng)細(xì)胞從胚胎期就不能正常發(fā)育。

其次，通過微RNA調(diào)控，可以找到治療疾病的線索和途徑。let-7是目前研究最為廣泛的微RNA之一，研究人員發(fā)現(xiàn)，這一基因在多種腫瘤中表達(dá)下調(diào)。而且，let-7能夠靶向高遷移率蛋白A2（HMGA2）從而抑制細(xì)胞增殖，發(fā)揮抑癌基因的作用，有利于預(yù)防和治療癌癥。

同時(shí)，還有研究發(fā)現(xiàn)，分化程度越低的細(xì)胞，let-7的表達(dá)水平越低，因而有望作為低分化腫瘤的標(biāo)志物，成為診斷和治療癌癥的標(biāo)志。更新的研究發(fā)現(xiàn)，let-7與食管癌放化療的敏感性密切相關(guān)，也提供了食管癌治療的新方向和新線索。

不只是癌癥，許多疾病也與微RNA有關(guān)。編碼微RNA的基因突變可導(dǎo)致先天性聽力損失、眼睛和骨骼等器官的疾病。與微RNA相關(guān)的一種蛋白質(zhì)發(fā)生突變，會(huì)導(dǎo)致胸膜肺母細(xì)胞瘤家族性腫瘤易感綜合征（DICER1），這是一種罕見但嚴(yán)重的綜合征，與各種器官和組織的癌癥有關(guān)。

同樣，微RNA也與植物生長(zhǎng)有關(guān)。由于其有抑制病毒的作用，可以用來保護(hù)植物免受病毒感染，以增加作物產(chǎn)量。

總之，微RNA雖小，但不可小覷，其發(fā)現(xiàn)對(duì)人類的生命健康與生存發(fā)展都具有深遠(yuǎn)意義。（責(zé)任編輯：白玉磊）