科研进展

陈玲玲研究员受邀在Trends in Biochemical Sciences发表观点文章,探讨RNA生物化学的过去、现在与未来

来源: 时间:2026-02-28

Trends in Biochemical Sciences (TiBS) 创刊50周年之际,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)陈玲玲研究员与巴西圣保罗大学Alicia Kowaltowski教授受邀作为该刊顾问委员会成员,发表了题为“The past, present, and future of RNA biochemistry and mitochondrial research”的TrendsTalk观点文章。其中,陈玲玲研究员回顾了过去50年生物化学与研究方法的演化进步如何推动RNA生物学研究的范式转变,并对RNA研究领域的未来发展与新型RNA靶向治疗策略进行了深度展望。这也是陈玲玲研究员时隔十年第二次受邀为TiBS撰写观点文章(2016年TiBS观点文章见https://www.cell.com/trends/biochemical-sciences/fulltext/S0968-0004(16)30075-5)。

文章提出,过去50年间生物化学研究方法的不断进步,从根本上重塑了人们对RNA的认知,并开辟了生物医学的新疆界。技术的每一次飞跃都催生了RNA认知的范式转变:

20世纪80年代前的经典时期:以离心和放射性同位素标记等技术为代表,确立了rRNA、tRNA和mRNA的基础作用,但此时RNA仍被视为细胞中遗传信息传递的被动中间体。

20世纪8090年代的重组DNA革命:克隆和PCR技术提供了单基因水平分辨率的研究手段,促成了RNA剪接和具有催化活性的核酶的发现。这证明了RNA是生化反应的积极参与者,而不仅仅是被动的信使。

21世纪初的基因组时代:微阵列(Microarrays)和二代测序(NGS)技术带来了系统级视角。RNA-seq揭示了转录组惊人的复杂性,发现了包括微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)和环形RNA(circRNA)在内的庞大非编码RNA家族,正式确立了RNA作为基因表达“主要调控者”的地位。

2010年代以来的当代RNA研究:以“前所未有的分辨率和整合性”为特征。单细胞RNA测序、冷冻电镜(Cryo-EM)、活细胞RNA标记、超分辨成像以及体内结构探测方法(如SHAPE-MaP)等前沿技术,使得研究人员能够在单细胞和亚细胞分辨率下,动态追踪RNA分子从合成、共转录折叠到功能互作及降解的“完整生命周期”,从而一窥“RNA结构组(RNA structurome)”的奥秘。

陈玲玲在文章中还提到,这种方法学上的进步系统性地将RNA从经典的管家和信使角色,重新定位为生命活动的动态调控核心。重要的是,每一项基础研究发现都催生了变革性的治疗方法。例如,RNA干扰机制的阐明为RNAi药物铺平了道路;体外转录和RNA生物化学的技术进步促成了mRNA疫苗的快速发展;而当前对RNA结构和稳定性的深入理解,正推动环形RNA和自扩增RNA等下一代治疗手段进入临床试验。

展望未来,陈玲玲认为RNA领域的下一个前沿在于开发整合化学、物理学和细胞生物学等原理的多学科交叉技术,在单核苷酸、单分子和亚细胞水平上,在实时、原位的病理生理环境中,实现对RNA修饰、折叠和相互作用组动态的统一理解。将这些高分辨率数据集与先进的人工智能(AI)和大语言模型(LLMs)相结合也至关重要。这种协同作用将加速破译RNA的功能“语法”,并赋能精准“RNA调控”的理性设计。总之,研究方法的持续优化不仅将进一步解密RNA的复杂生物学,还将源源不断地为创新药物研发提供动力。

作者介绍:陈玲玲,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员,首届新基石研究员,尚思科学研究院资深学者。现任核糖核酸功能与应用全国重点实验室主任。曾获国家自然科学奖二等奖(第一完成人)、上海市自然科学奖一等奖(第一完成人)、国际RNA学会科研中期成就奖、FAOBMB卓越研究奖、HHMI国际研究学者、中国青年科技奖特别奖、中国青年女科学家奖、科学探索奖、谈家桢生命科学创新奖等学术奖励。实验室网页:https://chenlab-rna.sibcb.ac.cn/chenlab-rna/eindex.html

文章链接:https://www.cell.com/trends/biochemical-sciences/fulltext/S0968-0004(25)00294-4(注:该文章发表于 Trends in Biochemical Sciences特刊)

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