芝加哥大學的一組科學家發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的方法來實現(xiàn)我們的基因。
最新研究表明,RNA本身調節(jié)DNA的轉錄模式,而不是從DNA到RNA再到蛋白質的單一方向,它使用的是對生物學至關重要的化學過程。這一發(fā)現(xiàn)對我們理解人類疾病和藥物設計具有重要意義。
“這似乎是我們不知道的基本方式。無論何時發(fā)生,都有望開辟研究和探索的新方向,”世界著名化學家何川教授說。
人體是現(xiàn)存最復雜的機器之一。每次你頭疼的時候,你使用的工程技術比任何從未設計過的火箭飛船或超級計算機都要復雜。我們花了幾個世紀來解構它的工作原理。每當有人發(fā)現(xiàn)一種新的機制,更多關于人類健康的謎團就變得有意義,于是就有了新的治療方法。
比如2011年,他發(fā)現(xiàn)了一個特殊的過程,叫做可逆RNA甲基化,開辟了一條新的研究路徑,這個過程在基因表達中起到了至關重要的作用。
我們很多人都記得,在學校學習的畫面是有條不紊地發(fā)展的:DNA被轉錄成RNA,然后RNA產生蛋白質,完成活細胞的實際工作。但事實證明這里有很多皺紋。
他的團隊發(fā)現(xiàn),被稱為信使核糖核酸(以前被稱為簡單信使,從脫氧核糖核酸到蛋白質的指令)的分子實際上對蛋白質的產生有自己的影響。這是通過一種叫做甲基化的可逆化學反應來完成的。他的關鍵突破是證明這種甲基化是可逆的。這不是單向交易。它可以被擦除和反轉。
他說:“這一發(fā)現(xiàn)將我們帶入了RNA修飾研究的現(xiàn)代時代,近年來確實出現(xiàn)了爆炸性的增長?!薄斑@是基因表達受到嚴重影響的程度。它影響廣泛的生物過程,包括學習和記憶、晝夜節(jié)律,甚至細胞如何分化為血細胞和神經元的基本方法。"
他的團隊還發(fā)現(xiàn)并鑒定了許多識別甲基化mRNA并影響靶mRNA穩(wěn)定性和翻譯的“讀碼器”蛋白質。
但是當何的實驗室與老鼠合作了解其機制時,他們開始發(fā)現(xiàn)信使核糖核酸甲基化不能完全解釋他們觀察到的一切。
這也反映在其他實驗中。他說:“來自社區(qū)的數(shù)據顯示,那里還有其他的東西,我們還缺少一些極其重要的東西,這將嚴重影響許多早期發(fā)展事件和人類疾病,比如癌癥?!?
他的團隊發(fā)現(xiàn),一組被稱為染色體相關調節(jié)RNA或carRNA的RNA使用了相同的甲基化過程,但這些RNA不編碼蛋白質,也不直接參與蛋白質翻譯。相反,它們控制著脫氧核糖核酸本身的儲存和轉錄方式。
他說:“這對基礎生物學有重大影響。”“它直接影響基因轉錄,而不僅僅是少數(shù)。它可以誘導染色質的整體變化,并影響我們研究的細胞系中6000個基因的轉錄?!?
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