北京11月11日电(记者张梦然)人类基因组中约98%的区域并不直接编码蛋白质,这部分区域的功能一度未被充分理解,甚至被误认为是「垃圾」DNA。然而根据最新一期《细胞》杂志上发表的研究,科学家借助改良型「基因魔剪」CRISPR技术揭示了非编码RNA的奥秘,证明了它们在细胞中,特别是在癌症和人类发育过程中,扮演着不可或缺的角色。
CRISPR技术通常以Cas9酶为核心,但本次研究
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采用了更为前沿的方法-利用Cas13酶针对RNA进行操作。美国纽约大学和纽约基因组中心科学家对5种人类细胞系进行了深入分析,包括肾脏细胞、白血病细胞以及乳癌细胞等。他们系统性地探讨了近6200个长链非编码RNA(lncRNA)基因位点及其邻近蛋白质编码基因的影响。透过实施CRISPR介导的干扰或敲除实验,他们评估了每个lncRNA对细胞健康的重要性,从而识别出哪些是非必要的,哪些是维持细胞基本功能所必需的。
最终,他们发现了总共778个对细胞生存至关重要的lncRNA,其中包括46个广泛存在于多种细胞类型中的核心lncRNA,以及732个仅在特定细胞类型中发挥关键作用的lncRNA。这些重要的lncRNA参与调控细胞生长周期中的重要路径,如果缺乏可能导致细胞停滞甚至死亡。
研究也揭示了lncRNA在人类发育过程中的重要角色。许多此类RNA分子在胚胎早期组织中高度活跃,随着个体的成长逐渐减少表达量,这表明它们在生命早期阶段具有特殊功能。对于癌症研究而言,透过对大约9000个肿瘤样本的分析,科学家注意到,在特定类型的肿瘤中,lncRNA的表达量与患者存活率之间存在关联。
非编码RNA可能成为未来癌症诊疗的新指标和新标靶,其独特的细胞类型特异性表现也为个人化医疗提供了可能。这项发现无疑是基因组学研究领域的一个里程碑事件,预示着未来生物学研究和临床实践将开启全新的篇章。
【总编辑圈点】
非编码RNA分子在
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细胞中扮演着不可或缺的角色,虽然不直接参与组装蛋白质,它们的异常却会导致多种疾病。一度被生物学家低估的RNA遗传机制,其实不缘。非编码RNA与蛋白质、DNA及其他RNA分子相互作用,形成复杂的调控网络。这个网络不仅调节基因表达,也参与细胞内的信号传导和代谢过程,最终成就了生物的高度多样性和灵活的适应性。未来随着实验观测方式不断升级,或许会有更多让我们意想不到的生命路径被照亮。








