miRNA與AI：生命的新序章，智慧的新交響

于文強

復旦大學生物醫學研究院高級PI、長江學者特聘教授

在2024年諾貝爾獎揭曉時刻，我們再次見證了人類智慧的璀璨光芒。備受矚目的諾貝爾物理學獎、化學獎、生理學或醫學獎分別頒給了機器學習、人工智能和微小RNA（miRNA）的先驅者。在這些成就的背后，是對生命奧秘的不懈追求和對智慧的深刻尊重。科學的進步是永無止境的探索之旅，它始于大膽的設想，成于嚴謹的驗證。

miRNA是20世紀90年代生物醫學領域最重要的發現之一。早在2002年美國《科學》雜志評出的年度十大科學突破中，miRNA的發現就名列榜首，被稱為RNA的第二次革命，隨后又獲得有著“科學界的奧斯卡獎”之美譽的科學突破獎。這一類長度約為22個堿基的內源性小分子非編碼RNA，參與生命過程中一系列的生理活動，包括早期發育、細胞增殖、細胞凋亡、細胞分化和脂肪代謝等，且與人類疾病，尤其與惡性腫瘤的發生發展密切相關。miRNA的研究，不僅為人們提供了一種全新的角度來認識基因及其表達調控的復雜性，也為疾病治療提供了新的思路。

miRNA的發現可以追溯到1993年，當時維克多 · 安布羅斯（Victor Ambros）和加里 · 魯夫昆（Gary Ruvkun）在秀麗隱桿線蟲中發現了第一個miRNA——lin-4，揭示了一種全新的基因調控原理，證實miRNA在生物體發育和功能中的重要作用。隨著研究的深入，科學家發現miRNA在個體發育與疾病發生發展過程中都扮演著關鍵角色。miRNA的研究，也從最初的“非共識”研究變成了如今的“共識”研究。

在復旦大學，我帶領的課題組也致力于miRNA的研究。我們發現，miRNAs除了定位于細胞質中發揮負向作用，還可以定位于細胞核并發揮激活作用。我們提出了“NamiRNAs-增強子-靶基因激活理論”，揭示了miRNAs在細胞核中通過增強子正向調控基因轉錄，為miRNA功能研究提供了新視角，拓寬了人們對miRNA的認知，有助于理解miRNA在各種生理和病理過程以及在腫瘤的發生發展及轉移中的獨特作用，也為腫瘤治療提供了潛在的治療策略和線索。我們相信，miRNA激活基因的研究無疑是下一個研究熱點，將推動miRNA研究進入2.0時代。

miRNA的發現正推動著我們對生命現象本質及普遍規律的探索。我更愿意把miRNA稱為“細胞命運轉化的調控者”。miRNA如同自然界中的微妙之手，在生命調控中發揮著重要作用，它們在細胞內部精細地調節著基因的表達，影響著生命的每一個階段。從胚胎發育到成年，再到衰老，miRNA的身影無處不在。它們的存在，讓我們對生命的理解更加深刻，也讓我們對生命的調控有了更多可能。

機器學習和人工智能的突破性成就同樣引人注目。這不僅是對AI技術的認可，也是對“人工智能+科學”這一新興研究范式的認可。AI技術的應用，正在改變科學研究的方式，提高研究效率，拓寬科學邊界。在miRNA研究領域，AI技術的應用也展現出巨大的潛力。通過大數據分析和機器學習，我們可以更快速地識別miRNA的靶基因，預測miRNA的功能，以及探索miRNA在疾病中的作用機制，并以此為基礎，應用AI技術進行藥物設計和優化。

讓AI技術走進miRNA，不僅能加速對miRNA功能的研究，還能為miRNA的臨床應用提供新的可能性：我們可以更精確地診斷疾病，預測疾病的發展，以及制定個性化的治療方案。有了諾貝爾獎帶來的關注，AI與miRNA研究的雙重“黑神話”預示著生命科學新篇章的開啟，也奏響了智慧的新交響，必將引領我們進入一個嶄新的研究時代。