科技日報北京11月11日電 （記者張夢然）人類基因組中大約98%的區(qū)域并不直接編碼蛋白質(zhì)，這部分區(qū)域的功能一度未被充分理解，甚至被誤認為是“垃圾”DNA。然而據(jù)最新一期《細胞》雜志上發(fā)表的研究，科學(xué)家借助改進型“基因魔剪”CRISPR技術(shù)揭示了非編碼RNA的奧秘，證明了它們在細胞中，特別是在癌癥和人類發(fā)育過程中，扮演著不可或缺的角色。
CRISPR技術(shù)通常以Cas9酶為核心，但本次研究采用了更為前沿的方法——利用Cas13酶針對RNA進行操作。美國紐約大學(xué)和紐約基因組中心科學(xué)家對5種人類細胞系進行了深入分析，包括腎臟細胞、白血病細胞以及乳腺癌細胞等。他們系統(tǒng)探究了近6200個長鏈非編碼RNA（lncRNA）基因位點及其鄰近蛋白質(zhì)編碼基因的影響。通過實施CRISPR介導(dǎo)的干擾或敲除實驗，他們評估了每個lncRNA對細胞健康的重要性，從而識別出哪些是非必要的，哪些是維持細胞基本功能所必需的。
最終，他們發(fā)現(xiàn)了總計778個對細胞生存至關(guān)重要的lncRNA，其中包括46個廣泛存在于多種細胞類型中的核心lncRNA，以及732個僅在特定細胞類型中發(fā)揮關(guān)鍵作用的lncRNA。這些重要的lncRNA參與調(diào)控細胞生長周期中的重要路徑，如果缺乏可能導(dǎo)致細胞停滯甚至死亡。
研究還揭示了lncRNA在人類發(fā)育過程中的重要作用。許多此類RNA分子在胚胎早期組織中高度活躍，隨著個體的成長逐漸減少表達量，這表明它們在生命早期階段具有特殊功能。對于癌癥研究而言，通過對大約9000個腫瘤樣本的分析，科學(xué)家注意到，在特定類型的腫瘤中，lncRNA的表達水平與患者存活率之間存在關(guān)聯(lián)。
非編碼RNA可能成為未來癌癥診療的新指標(biāo)和新靶點，其獨特的細胞類型特異性表達也為實現(xiàn)個性化醫(yī)療提供了可能。這一發(fā)現(xiàn)無疑是基因組學(xué)研究領(lǐng)域的一個里程碑事件，預(yù)示著未來生物學(xué)研究和臨床實踐將開啟全新的篇章。
【總編輯圈點】
非編碼RNA分子在細胞中扮演著不可或缺的角色，雖然不直接參與裝配蛋白質(zhì)，它們的異常卻會導(dǎo)致多種疾病。一度被生物學(xué)家低估的RNA遺傳機制，其實并不邊緣。非編碼RNA與蛋白質(zhì)、DNA及其他RNA分子相互作用，形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。這一網(wǎng)絡(luò)不僅調(diào)節(jié)基因表達，還參與細胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)和代謝過程，最終成就了生物的高度多樣性和靈活的適應(yīng)性。未來隨著實驗觀測手段不斷升級，或許還會有更多讓我們意想不到的生命路徑被照亮。
