从“配角”到“主角”
人类对遗传基因的研究已经进行了上百年,一直以来,科学家们的目光无不专注于脱氧核糖核酸(DNA)的研究领域。然而上世纪90年代以来,以往并不受重视的核糖核酸(RNA),尤其是短链的小核糖核酸(miRNA),开始展现自身的价值。2000年对于核糖核酸的研究进展被美国《科学》杂志评为重大科技突破;2001年“RNA干扰”作为当年最重要的科学研究成果之一,再次入选“十大科技突破”;2002年对于小RNA的研究更是荣登“十大科技突破”榜首;去年小核糖核酸的研究第四次入选“十大科技突破”,排在第四位。北京大学生物化学及分子生物学系原系主任朱圣庚教授指出,对于小RNA的研究连续多年被评为重大科技突破,足以看出国际学术界对其研究的重视。在生命科学的舞台中,RNA已经逐步摆脱了DNA光芒的掩盖,从“配角”变成“主角”,并且对DNA的中心地位提出了新的挑战。
1986年美国学者吉尔博特(W?Gilbert)提出“RNA世界”的假说,认为生命起源时最早出现的是RNA。专家介绍,在生命发育的最初期,蛋白质根据DNA储存的遗传信息合成,同时DNA的合成需要蛋白质作为酶来催化复制,两者不能相互脱离。那么最先出现的是蛋白质还是DNA?这就好像鸡与蛋之间的关系。吉尔博特指出,RNA既能像DNA一样携带遗传信息,又能像蛋白质一样起催化功能,就是说RNA兼有DNA和蛋白质的功能———能够自我复制,又能遗传信息,所以科学家们推测在生命起源早期,首先出现的是RNA。
2001年科学家发现,一小段RNA可以关闭线虫体内的基因,这与早前发现的,一些RNA小片段能使植物基因处于关闭状态的基因抑制现象十分相似;随后,又在老鼠和人的体细胞中发现了类似的RNA干扰现象。分子生物学家们认识到,这种RNA干扰对研究基因功能可能有非常重要的价值。
2002年针对核糖核酸的进一步研究表明,一些长度较短的小核糖核酸,能够对细胞和基因的很多行为进行控制,如打开、关闭多种基因,降解一些不需要的信使RNA。其中最令人兴奋的发现是,小核糖核酸在细胞分裂过程中也能发挥重要的控制作用,可以指导个体的发育和分化。
继发现长度较短的核糖核酸能调控基因表达之后,2003年科学家们继续专注于小RNA如何协调细胞习性的研究,正在探索如何利用小核糖核酸的本领来对付疾病。有关专家指出,这一领域的研究发现可以为操作干细胞分化提供新工具,并且可以用于探索治疗癌症等由于基因组错误所导致的疾病的新方法。