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lincRNA:基因组中的“暗物质”

更新时间:2016-04-22 17:06   浏览: 次  作者:admin    文章来源:未知


DNA



按照以往的常识,DNA的功能在于告知人体如何形成蛋白质,而指令则由被称为基因的序列来承载。一缕缕的RNA作为DNA的化学同类物起着分子信使的作用,一方面给细胞蛋白质工厂传送指令,另一方面又将那些指令变为行动。横亘在基因之间的是绵延不绝的“垃圾DNA”,它们互不连贯,毫无用处,且呈惰性。



事实上,基因调控已被证明是一个复杂得出乎人们意料、且受到各种调控DNA支配的过程,而这些DNA很可能就深藏在这一片被认为是垃圾的荒漠之中。形状各异、大小不一的RNA非但不是卑贱的信使,实际上竟是基因组运行中强有力的参与者。这个“暗基因组”的范围,是在人类基因组于2001年初次发表时趋于明朗的。科学家最初期待在人类DNA的30亿个碱基中找见10万个基因,后来却意外地发现只有3.5万个(当前的计数是2.1万个)。蛋白质的编码区域在基因组中只占到1.5%。那么,DNA的其余部分真的只是垃圾吗?



2002年对小鼠基因组的破译表明:事实真相恐怕不是那么简单。小鼠和人类不仅共享许多基因,而且大段的非编码DNA也是相类似的。自从小鼠和人类谱系在7500万年前分化以来,这些区域一直保存至今。美国加州联合基因组研究所的爱德华·鲁宾和莱恩·彭纳基奥等人通过对转基因小鼠胚胎的功能测试发现:非编码区域布满的调控DNA远比人们预期的繁多,那些“保存”下来的DNA中就不乏帮助基因调控,间或还能实施“遥控”的实例。对疾病遗传风险因素的研究同样证实了这一点。在大规模搜索患病与健康个体之间的单碱基差异中也发现,与疾病相关的差异约有40%位于基因之外。2007年的小规模试验结果更是令人大开眼界:染色体中藏匿有许多原先未被猜测到的各种蛋白质的结合位点。



其实,植物研究人员和线虫生物学家早就掌握了用小分子RNA关闭基因的方法。这项被称为RNA干扰(RNAi)的技术已成为控制多类物种中基因活性的标准方法,因而在2006年被授予诺贝尔奖。为了从整体上弄清RNAi和RNA之间的关系,研究人员对长度仅为21到30个碱基的分子进行了离析,结果证明就连“小分子RNA”也能干扰信使RNA而使其失去稳定。2002年发表的4篇论文证实:RNAs还会以进一步控制基因活性的方式影响染色质。同时,也有其他研究将这些微乎其微的RNA同癌症和发育相联系。



惊喜远不止于此。2007年,斯坦福大学的研究人员通过所谓的大型插入性非编码RNA(简称lincRNA)确定了一种基因调控功能,后来查明基因组中含有大约1600个这样的lincRNA。研究人员认为,这类RNA在细胞功能中的重要性不亚于蛋白质编码基因。



关于基因组的“暗物质”,仍有许多谜团正在索解之中。但与十年前基因独领风骚的盛况相比,如今愈益引人注目的是它不断扩容的“表亲家族”。



来源:优米网