生命科学家又解读出了“生命天书”中的新词句——有着人类基因“暗物质”之称的长链非编码核糖核酸(RNA),又有一名新成员SLERT被发现,它或与多种癌症有着密切关系。今天凌晨,国际著名学术期刊《细胞》杂志发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组的这一最新发现。
细胞中的染色体如同一部“生命天书”,记载了生命遗传的绝大部分信息。可当科学家对它们进行测序后发现,其中基因片段只占2%。在其他98%的区域中,会产生大量的RNA,其中非编码RNA被称为人类基因的“暗物质”。不过,不久之后,科学家就发现,“暗物质”们能对生命活动进行非常精密的控制。迄今为止,生命科学家还在对它进行着不懈探索,不时有惊喜收获。
大多数非编码RNA很短,但有些比较长,被称为长链非编码RNA。2011年,从海外归来的陈玲玲一直致力于发掘基因组“暗物质”中的新成员,并率先找到了几类无poly(A)尾巴的RNA家族,包括上万个成员。这次,她利用前期发展的技术,发现了一条全新的长链非编码RNA——SLERT。
“这类RNA很特别,定位在细胞核仁中。”陈玲玲介绍,这次他们使用超高分辨率显微镜,在100纳米的尺度上,看到了在人体的细胞核仁中发生的有趣故事:细胞核仁是核糖体RNA产生和加工的场所,那里有一种RNA聚合酶I,它会合成许多核糖体RNA。可在这种酶被套上了一个“金箍”——RNA解旋酶DDX21,“SLERT就是一个‘松箍咒’,它可以结合到‘金箍’上,把‘箍圈’拉松,这样RNA聚合酶I就可以大量合成RNA了。”
陈玲玲研究组还发现,这种控制方式在核糖体RNA生成过程中普遍存在。核糖体RNA在人体细胞的RNA中,占比超过85%,它与蛋白质形成的核糖体,是蛋白质生物合成的装配机。如果它不够活跃,则有会导致骨髓衰竭性贫血;而它如果活跃过度,就可能引发多种癌症。而SLERT这类长非编码RNA的存在,就是为了更精细地调节产生“蛋白质装配机”的工作节奏。
这项工作被领域专家一致认为“解答了困扰人们已久的核糖体RNA基因差异转录调控之谜”,但陈玲玲却认为还有很多未解之谜有待探索。她说,人体细胞中的核糖体DNA序列中,有约400个重复序列,但仅有一半可以转变成核糖体RNA,而且在不同细胞中,转变的部分都不一样——究竟生命体是如何选择的?目前科学家还没搞明白。
不过,SLERT的发现为寻找治疗肿瘤的新药,提供了新的靶标,而针对RNA的癌症药物靶标,目前还很少。因此,这也将为人类寻找癌症治疗新药,开辟新的思路。
原载于文汇报客户端 2017年5月5日
作者:许琦敏