基因调控者——微小的RNA(miRNA)

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一、微小RNA的发现
科学家发现微小RNA并不是很久之前的事情。
1993年,哈佛大学的罗莎琳德·李(Rosalind Lee)等人在《细胞》杂志上发表论文,称在线虫中发现了控制幼虫发育的“lin-4基因”所编码产生的短小RNA,这种RNA可以与lin-14基因产生的mRNA结合,并抑制它的功能,使它无法被翻译,最终控制LIN-14蛋白质的产生。这是人们首次发现微小RNA对于生物体基因表达的调节作用。
微小RNA是一种由19-24个核苷酸组成的非编码RNA,它不能被翻译并最终生成蛋白质,而是一种在进化上比较保守的“基因调控者”。
南京大学张辰宇教授通过给小鼠喂食生大米,发现它们的血液和肝脏中,MIR168a(一种常见的微小RNA)的浓度确实因为饮食中MIR168a的增加而增加了。增加后会产生什么其他的影响呢?
二、微小RNA的作用
在细胞里,DNA像写满遗传信息的蓝图,在适当的时候被“复印”成信使RNA(mRNA),再去指导蛋白质的合成。通过与靶mRNA的互补配对而在转录水平上对基因的表达进行负调控,导致mRNA的降解或翻译抑制。
微小RNA就像杀手,非常有目标地找到自己要谋杀的信使RNA,让它们没法继续变出蛋白质。当然,微小RNA找目标不看照片,而是看信使RNA和它的匹配度,要是信使RNA上某些片段它们恰好能结合上去,这些信使RNA就被视为该死的目标。
来自植物的MIR168a在动物体内的谋杀目标是谁呢?
经过序列比对,科学家们推测,它在动物体内确实有一个信使RNA目标,这个信使RNA指导合成“绑架”低密度脂蛋白的蛋白,这个绑架者主要分布在肝脏。也就是说,MIR168a这个微小RNA专门对付绑架者,MIR168a若是升高了,肝脏里绑架者就少了,低密度脂蛋白不受绑架,在血液里的浓度就会慢慢积累变高。
科学家发现,吃了大米以后,小鼠体内MIR168a很快升高,3天后,血液中低密度脂蛋白胆固醇也变多了。这一切是张辰宇的团队发现的,同时让科学界难以置信:来自植物的微小RNA竟然是一个超级杀手,可以跨物种执行谋杀任务!
目前生物体的实验还处在小鼠的阶段,将小鼠的结论直接推广到人还有些大胆。而且最重要的是,微小RNA的跨“界”调节到底是通过什么机制发生的呢?只有明确发生机制,才能更好地解释现象,更好地指导未来的应用。