美國Bartel和Burge實驗室預(yù)測人類基因組中大約有三分之一負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)合成的基因是由一類miRNA控制的。這一推斷表明，RNA在細(xì)胞機制中所起的作用遠(yuǎn)超出先前的認(rèn)識。
最早人們認(rèn)為，基因研究中最重要的對象是DNA和蛋白質(zhì)，而RNA只起到傳送DNA信息的作用。但到2000年，科學(xué)家在線蟲幼蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一類由20多個核苷酸組成的單鏈微小RNA，并將其命名為miRNA。此后，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了miRNA調(diào)控基因的功能，但小RNA起如此大的作用還是首次發(fā)現(xiàn)。
在2005年1月14日發(fā)表于美國《Cell》雜志的論文中，懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所的本杰明·劉易斯等研究人員說，小RNA能通過阻斷蛋白質(zhì)合成的方式調(diào)控基因表達(dá)。他們借助一個計算模型來確定小RNA和對應(yīng)的基因，發(fā)現(xiàn)了miRNA控制很大一部分生命功能的證據(jù)。
研究人員比較了人類和狗、雞、鼠的基因組，對這幾個物種共有的蛋白質(zhì)合成基因與miRNA尋求對應(yīng)關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盡管這幾個物種在3.1億年前就開始“分家”各自進化，但它們基因組中受miRNA調(diào)控的基因都占三分之一左右，而且這些基因在進化過程中都得以保存而未發(fā)生變化。劉易斯說，隨著更多的基因組數(shù)據(jù)發(fā)布以及實驗技術(shù)的進步，還可能發(fā)現(xiàn)更多的基因是由小RNA調(diào)控的。
基因合成蛋白質(zhì)的過程，需要由信使RNA來傳遞信息，作為蛋白質(zhì)合成的“模板”。而miRNA能粘附在特定的信使RNA上，使其不能再參與這一過程，從而減少蛋白質(zhì)合成的數(shù)量。在這次研究中，科學(xué)家還確定了miRNA和信使RNA上各有哪些部分對上述進程具有決定性的影響。
研究人員說，新發(fā)現(xiàn)可能有助于RNA在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，比如RNA干擾技術(shù)，就是以人工合成的miRNA來阻斷特定基因的表達(dá)，在癌癥和一些遺傳病的治療中將大有前途。詳情請查閱英文文獻(xiàn)Conserved seed pairing, often flanked by adenosines, indicates that thousands of human genes are microRNA targets.
abstract: We predict regulatory targets of vertebrate microRNAs (miRNAs) by identifying mRNAs with conserved complementarity to the seed (nucleotides 2-7) of the miRNA. An overrepresentation of conserved adenosines flanking the seed complementary sites in mRNAs indicates that primary sequence determinants can supplement base pairing to specify miRNA target recognition. In a four-genome analysis of 3' UTRs, approximately 13,000 regulatory relationships were detected above the estimate of false-positive predictions, thereby implicating as miRNA targets more than 5300 human genes, which represented 30% of our gene set. Targeting was also detected in open reading frames. In sum, well over one third of human genes appear to be conserved miRNA targets.
Reference List
1. Lewis,B.P., Burge,C.B. & Bartel,D.P. Conserved seed pairing, often flanked by adenosines, indicates that thousands of human genes are microRNA targets. Cell 120, 15-20 (2005).
