非编码RNA——洗白了的“垃圾RNA”

huangli89327

非编码RNA通常因不能编码蛋白质的RNA而被认为是“垃圾RNA”。随着对RNA研究的不断深入，人们发现，非编码RNA的突变或表达异常与许多疾病的发生密切相关，非编码RNA也越来越引起人们的关注。

非编码RNA即不能编码蛋白质的RNA，主要包括小RNA以及长链RNA，在细菌、真菌、哺乳动物等许多生物体的生命活动中发挥着极广泛的调控作用。目前越来越多的科学家开始关注非编码RNA的生物学功能及与重大疾病的关系，人们逐渐意识到，非编码RNA的研究对了解基因调控、基因敲除、人类疾病防治及生物进化探索等都具有重要意义 。

然而，有“垃圾RNA”之称的非编码RNA是如何完成洗白的呢？

在即将召开的2014非编码RNA学术研讨会中，“非编码RNA” 、“非编码小RNA研究”、“非编码长链RNA”将作为本次大会议题被分别讨论，届时我们将一起回顾非编码RNA研究发现之路重现精彩洗白过程。面对如今不再是“垃圾”的“垃圾RNA”，人们开始惊叹生物体内这类富含RNA的巨大无穷潜力。

谈起非编码小RNA （sRNA ），在人们以往的认识中，它是一类长度为40-400个核苷酸的非编码 RNA 分子，广泛存在于从细菌到哺乳动物等多种不同的生物体内，执行多种生物学功能，如mRNA 分子的翻译抑制、降解断裂等。近些年，更多的发现在非编码小RNA研究领域被披露，一次又一次地刷新人们对它的认知。其中一项来自于英属哥伦比亚大学的研究揭示，外显子区域小型非编码RNA表达水平的基因组改变往往和乳腺癌发生相关。也就是说小型非编码的RNA也可以被用于将癌症病人分为不同的亚类来预测其不同的预后结果。很多年以来，靠近转录起始位点的小型非编码RNA都被认为是正常转录的干扰者，然而通过利用计算机技术来对小RNA序列信息的分析，科学家发现了小型非编码RNA的用途。由此可以预测，在未来研究中小型非编码RNA或可被当作预测癌症的新型工具，并帮助研究者在表观遗传学研究中更深入地理解机体的癌变机制。

除此之外，更多关于非编码长链RNA的研究发现逐渐曝光，在诸多疾病研究中人们发现长编码RNA参与了很多疾病发展过程。非编码长链RNA（lncRNA）指的是长于200核苷酸的不编码蛋白质的转录物。尽管生物体内含有丰富的非编码长链RNA，但到目前为止人们对于它们在机体内的功能，以及作用机的了解并不透彻。

在今年4月份，中国工程院院士、中国医学科学院院长曹雪涛带领课题组发现，长链非编码RNA可通过直接结合细胞浆中的信号转导蛋白分子并影响其磷酸化的新方式而调控免疫细胞的分化发育与功能。这为研究lncRNA发挥生物学效应的作用机制提出了新观点，并为免疫细胞分化发育与功能调控研究提出了新方向。

在另一项研究中，来自中国科学技术大学生命科学学院的吴缅、梅一德教授研究组揭示了长片段非编码RNA通过调控肿瘤细胞瓦伯格（Warburg）效应促进肿瘤生长的作用机制，相关研究成果在线发表在了国际杂志Cell的子刊Molecular Cell上。吴缅研究组发现，一个叫lincRNA-p21的长片段非编码RNA分子可以被低氧诱导因子HIF-1α（一种重要的调控肿瘤细胞发生发展的蛋白分子）诱导表达。正常情况下，HIF-1α和蛋白分子VHL结合，并被后者降解，使HIF-1α在肿瘤细胞中的表达水平不至于太高，从而抑制肿瘤的过快生长和转移。但在低氧情况下，被诱导表达的lincRNA-p21分子通过分别结合HIF-1α和VHL，来阻止HIF-1α-VHL复合物的形成，导致HIF-1α蛋白水平提高，最终形成一个正反馈循环，促进瓦伯格效应，使肿瘤发生恶变。他们通过小鼠实验证明了这一观点，表明lincRNA-p21作为一个癌基因，在体内发挥功能。这一研究结果首次阐明了长片段非编码RNA在调控肿瘤细胞瓦伯格效应中的重要作用，也说明lincRNA-p21可以作为肿瘤治疗的潜在靶点。

近日发表在《自然》杂志上的一篇研究则表明，机体内部的生物钟也受长链非编码RNA的分子调控。确定生物钟的作用机制对于了解几种人类疾病，包括生物钟功能失常的睡眠障碍和抑郁症至关重要。

关于非编码长链RNA的研究引来研究者越来越多的重视，更多的关注及工作将被投注到该领域，非编码长链RNA研究也将给我们带来更多的惊喜发现。

非编码RNA在生物信息领域中扮演着越来越重要的角色，有关非编码RNA的研究也多次入选“世界科学十大进展”或“世界医学十大进展”。但目前相对于蛋白质编码基因，人们对非编码RNA的了解还是十分有限。在本次非编码RNA学术研讨会上，我们将继续邀请来自国内外的知名专家、学者，针对非编码RNA当前研究热点及问题开展研讨，以促进非编码RNA的研究与临床应用的发展，并为该领域的科研人员及临床专家提供相互交流的平台。

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非编码RNA中涉及很重要的调控作用，现在研究的大热门。