美國約翰·霍普金斯大學(*)的研究者發現一種短鏈核酸序列“跑”到細胞中原本不該出現的地方,而且這些指令卻是來自核酸序列內部。有關這個看似“離經叛道”核苷酸序列以及它們在細胞中神秘移動的秘密都寫在了1月5日發表的《Science》雜志上。
MicroRNA,或稱微小RNA,與癌癥、正常發育過程都有著緊密聯系。它們往往會“纏住”長鏈RNA序列,“肆意”結束長鏈RNA的原定計劃——合成體現細胞功能的蛋白質。霍普金斯大學McKusick-Nathans遺傳醫學研究所的副教授Joshua Mendell介紹說,MicroRNA就像是“分子變阻器,精調著每個基因的蛋白合成。”這就解釋了為什么microRNA總是出現在合成蛋白的分子機器周圍。
現今,科學家們已知的人類microRNA總共有500多個,Mendell研究小組從中挑選了200多個仔細加以研究。但是出乎意料的事情發生了,有一個microRNA分子像是有意避開其他的microRNA分子,徑直進入核內。
“很明顯,這個microRNA分子選擇了錯誤的時間和錯誤的地點,沒去干我們預料它會干的事。我們對此進行了深入研究。” Hun-Way Hwang說道,一位人類遺傳學方向的研究生,此項研究的參與者。
對于這個“任性”的microRNA分子,研究者們給了它一個特別的名字miR-29b。與其他的microRNA分子一樣,miR-29b也基本由20-25個核苷酸組成(與有著數千核苷酸的RNA鏈相比顯得非常短小精悍);但它也有別出心裁的地方,末端的6個核苷酸與其他的microRNA分子截然不同。
研究者懷疑這六核苷酸當中蘊藏著miR-29b獨特細胞定位的秘密。將這六核苷酸切下并粘合在其他的microRNA分子上,研究者們發現新組裝的microRNA的行蹤與miR-29b一樣詭異,不“理睬”細胞中蛋白合成的分子機器,徑直進入細胞核這個細胞遺傳物質存儲的地方。接著,研究者將同樣的六核苷酸接合到小干涉RNA或稱siRNA——一種可以抑制基因表達的RNA分子。同樣的現象再次出現:六核苷酸序列將siRNA分子“領”入核中。
對于這些實驗結果,Mendell的解釋是microRNA分子雖然短小,但是它們依然包含著一些重要元件——由簡單的幾個核苷酸組成即可。這些元件可以調控microRNA在細胞中的一舉一動。可以想象本實驗中,miR-29b的六核苷酸序列就像是郵政編碼,指導著miR-29b在細胞中的定位。Mendell希望能將這套細胞內固有的“郵編系統”轉化為一種有效的實驗手段。例如,他打算借此將一些microRNA和siRNA分子引入核中,降低目標基因的表達。
Mendell研究隊伍正積極地搜尋其他影響microRNA在細胞中行為的元件。同時,他們對miR-29b在細胞核中的行為也非常感興趣。已經知道microRNA與癌癥和正常發育過程密切相關,Mendell希望對miR-29b的深入研究可以揭示microRNA的其他未知功能。
英文詞匯:
*The Johns Hopkins University
*the McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine
Source : Johns Hopkins Medical Institutions