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作者:任霄鹏 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2008-5-15 11:50:25
《自然》:科学家发现一类新的小RNA分子
小RNA分子的类型和起作用方式比人们之前猜想的更多
 
RNA的重要作用就是真实传达DNA的信息,从而让细胞能够制造出各种蛋白。近年来,分子生物学家越来越多地发现,一类很短的RNA分子同样直接影响着基因编码蛋白过程,比如是哪个基因来编码蛋白,制造多少蛋白。此外,科学家发现一些小RNA在保护遗传物质的完整性方面也扮演着特殊的角色。
 
美国冷泉港实验室(CSHL)的科学家最近在该领域中取得了重要进展。他们从果蝇体内鉴别出了一类全新的小RNA分子,并且澄清了一类此前已知的小RNA如何调控基因活性。研究成果部分发表于《自然》杂志。领导该项研究的Gregory J. Hannon教授是小RNA研究的先驱,他说,“小RNA分子的类型比我们最初猜想的更多。同时,人们已知的每一类小RNA起作用的方式比此前认为的要更多。”
 
小RNA片断通常只有20至30个碱基长度,它们与特定蛋白一道,消除或修改目标分子。不过,一个细胞的DNA拥有数十亿个碱基对,是什么决定了哪个小RNA片断被选择承担这一角色呢?
 
此前,科学家所知的果蝇体内调控小RNA只有两大类,它们与不同的蛋白发生作用。其中一类是microRNA,它们存在于整个生物体中,与Argonaute 1蛋白结合,调控许多基因的活性。另一类名为piRNA,它们只存在于性器官细胞中,与Piwi蛋白结合发挥作用。这类小RNA可以抑制遗传“入侵者”——转位(座)因子(transposable elements),保护基因组不受破坏,从而避免一些相关的疾病。
 
在最新研究中,Hannon和同事找到了与第三种蛋白Argonaute 2结合的RNA分子。研究人员利用了一种高效设备,它可以同时测定数百万个小RNA分子的碱基序列。这样,他们就可以扫描已知的基因组来寻找匹配的序列。研究人员发现,这些小RNA分子不同于以往所知的任何一类,它们既改变基因活性,又抑制转位因子。研究人员表示,这一发现拓展了人类已知的小RNA的“本事”,并且进一步模糊了此前两类小RNA的差异。
 
在另一项相关研究中,Hannon等人利用小鼠模型发现了调控RNA的新来源。许多RNA序列比如miRNA被标记为调控分子是由于它们自身的折叠。特定蛋白识别能够识别折叠产生的双链RNA,并将它们切成调控RNA片段。Hannon等人发现,这种双链RNA可以源自“伪基因”(遗留在基因组中的常基因拷贝,因功能损坏而无法表达,曾被认为是“垃圾DNA”)。研究表明,常基因的RNA拷贝有时会与相关的“伪基因”拷贝片段发生联系,产生双链RNA,它们可以激活细胞的调控机器。
 
新发现为人们理解小RNA影响基因活性的过程,再添加了一个复杂性层面。Hannon等人写道,“总体来看,我们的研究表明,双链RNA在进化过程中被广泛作为调控分子。”(科学网 任霄鹏/编译)
 
(《自然》(Nature),doi:10.1038/nature07007,Benjamin Czech, Gregory J. Hannon & Julius Brennecke)
 
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