RNA功能多样性的研究进展

RNA功能多样性的研究进展 学习《核酸的结构与功能》一章后，我们已经知道，,,,是细胞内一类重要的大分子物质，目前已发现的,,,多达十多种，包括,,,,，,,,,，,,,,，,,,,,，,,,,,，,,,,,,，,;,,,，,,,,,还有一些具有催化活性的,,,及各类病毒,,,等。随着对RNA的深入研究，其生物功能的多样性被逐渐揭示。通过课下查阅文献，我了解到目前,,,的研究热点，以下将从,,,干扰、微小,,,、长链非编码,,,、RNA与肿瘤四个方面阐述有关RNA功能多样性的研究进展。 一、,,,干扰 2006年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了RNA干扰的两位发现者——安德鲁•菲尔和克雷格•梅洛 ,,,干扰，又称,,,干涉，是由与生物体内源靶基因,,,,同源的双链,,,特异性引发的靶,,,,降解，导致目的基因达沉默的一种反向遗传学技术。由于此技术可以特异性关闭靶基因的表达，已被广泛用于探索基因功能、基因治疗及药物开发等领域。目前对于,,,干扰机制已有深入研究，同时,,,干扰在抑制有害基因表达、功能基因组学及基因治疗等方面的应用研究也取得了较大进展。 RNAi 技术具有广泛的应用前景，但目前仍然存在一些问。目前的研究仍局限于线虫、果蝇等低等生物体内及哺乳动物的体外培养细胞，在活体动物体内获得高效率的基因抑制仍是我们面临的巨大挑战。 二、微小RNA 微小RNA ( microRNA，miRNA) 是一种由21 ,23 个核苷酸组成的内源性非编码RNA，广泛存在于病毒和高等生物中且进化高度保守。近来，微小,,,(,,;,,,,,，,,,,,)引起了相当多的关注，它是正常生物生长期间基因表达的主要调控因子，并且与诸多人类疾病变异密切相关。这些不编码蛋白质的小分子,,, 在进化上序列保守，在转录后水平上扮演着“精细调谐器”和“卫士”的角色，以平衡环境因素诱发的基因变异，从而维持机体的内环境稳态。 近期的研究表明，,,,,,显著影响心血管系统发育和疾病的发生发展。此外动物的中枢神经系统存在大量的miRNA，这些miRNA 不仅与神经系统的发育、分化和功能密切相关，在脑缺血后神经病变和功能失调中也发挥重要的调节作用。 三、长链非编码RNA 非编码转录产物最初被认为是“转录噪音”，并没有引起人们的重视，近年来研究证明这类基因组“暗物质”在细胞发育和新陈代谢过程中发挥着重要作用( LncRNAs 是一类长度, 200 nt 且不表现任何蛋白质编码潜能的ncRNAs，目前已成为继miRNAs 之后的又一研究热点。相对于研究较多的非编码小RNA，lncRNA 的功能目前尚不完全清楚( 但越来越多的研究发现，lncRNA 在多个水平调控基因的表达，在胚胎发育、物种进化、细胞分化和某些疾病如神经退行性疾病及肿瘤的发生过程中起着重要作用( 最新发现在真核生物细胞中广泛存在一类长非编码RNAs，其特异性表达与癌症等多种疾病的发生有关(，研究lncRNAs 对于认识生命体复杂而多层次的调控体系、提高人类预防和治疗疾病的能力以及探索生物进化规律等都具有积极的生物学意义。 四、RNA与肿瘤 肿瘤的发生是一个多因素、多步骤的过程，其根本原因是细胞稳态的失衡。近年研究发现，在肿瘤的发生、发展中除了蛋白质功能紊乱、DNA 突变之外，还存在着大量RNA 的异常，包括异常的microRNA( miRNA) 、长链非编码RNA( long non-coding RNA， lncRNA) 、循环RNA 等; 此外，肿瘤细胞中还存在RNA 转录、加工及调控功能的异常，如RNA选择性剪接、RNA 编辑、竞争性内源RNA 调控等。这些非编码RNA 可以在转录 后水平及表观遗传学水平调控癌基因和抑癌基因的功能，影响肿瘤的发生和发展，是肿瘤诊断、治疗及预后判断的潜在靶标。 近年来有关snoRNA (核仁小RNA)新功能的研究证明，它们与肿瘤的发生、发展密切相关( snoRNA 以多种方式参与肿瘤的发生: 一些snoRNA 具有抑癌活性，而另一些snoRNA具有促癌活性。尽管目前对snoRNA 在肿瘤发生中的具体机制仍知之甚少，但snoRNA 在肿瘤诊治方面显示出良好的应用前景。 微小RNA和肿瘤干细胞对肿瘤的形成和进展均具有重要作用，而且微小RNA的表达异常是肿瘤干细胞中促进肿瘤发生、发展及转移的重要机制之一。但目前的研究仅限于某个微小RNA改变在肿瘤干细胞中的作用，而细胞中多种微小RNA可能具有相互作用，对整个机体进行多方面的调节，并且对于肿瘤干细胞的产生，微小RNA也可能发挥重要作用。 小结 从前认为RNA仅仅是核酸家族的一个“配角”，其作用远远比不上作为主要遗传物质的DNA。这种错误的观点源于对RNA认识的不足。通过RNA生物功能多样性的学习，我对RNA有了更加深入的认识。同时也给我一个很大的启发，即越是未知的领域，越有发现重要价值的潜力。