改進型“基因魔剪”揭秘非編碼RNA功能

科技日報北京11月11日電 （記者張夢然）人類基因組中大約98%的區域並不直接編碼蛋白質，這部分區域的功能一度未被充分理解，甚至被誤認為是“垃圾”DNA。然而據最新一期《細胞》雜誌上發表的研究，科學家藉助改進型“基因魔剪”CRISPR技術揭示了非編碼RNA的奧秘，證明了它們在細胞中，特別是在癌症和人類發育過程中，扮演着不可或缺的角色。

CRISPR技術通常以Cas9酶為核心，但本次研究採用了更為前沿的方法——利用Cas13酶針對RNA進行操作。美國紐約大學和紐約基因組中心科學家對5種人類細胞系進行了深入分析，包括腎臟細胞、白血病細胞以及乳腺癌細胞等。他們系統探究了近6200個長鏈非編碼RNA（lncRNA）基因位點及其鄰近蛋白質編碼基因的影響。通過實施CRISPR介導的干擾或敲除實驗，他們評估了每個lncRNA對細胞健康的重要性，從而識別出哪些是非必要的，哪些是維持細胞基本功能所必需的。

最終，他們發現了總計778個對細胞生存至關重要的lncRNA，其中包括46個廣泛存在於多種細胞類型中的核心lncRNA，以及732個僅在特定細胞類型中發揮關鍵作用的lncRNA。這些重要的lncRNA參與調控細胞生長週期中的重要路徑，如果缺乏可能導致細胞停滯甚至死亡。

研究還揭示了lncRNA在人類發育過程中的重要作用。許多此類RNA分子在胚胎早期組織中高度活躍，隨着個體的成長逐漸減少表達量，這表明它們在生命早期階段具有特殊功能。對於癌症研究而言，通過對大約9000個腫瘤樣本的分析，科學家注意到，在特定類型的腫瘤中，lncRNA的表達水平與患者存活率之間存在關聯。

非編碼RNA可能成為未來癌症診療的新指標和新靶點，其獨特的細胞類型特異性表達也為實現個性化醫療提供了可能。這一發現無疑是基因組學研究領域的一個里程碑事件，預示着未來生物學研究和臨牀實踐將開啓全新的篇章。

【總編輯圈點】

非編碼RNA分子在細胞中扮演着不可或缺的角色，雖然不直接參與裝配蛋白質，它們的異常卻會導致多種疾病。一度被生物學家低估的RNA遺傳機制，其實並不邊緣。非編碼RNA與蛋白質、DNA及其他RNA分子相互作用，形成複雜的調控網絡。這一網絡不僅調節基因表達，還參與細胞內的信號傳導和代謝過程，最終成就了生物的高度多樣性和靈活的適應性。未來隨着實驗觀測手段不斷升級，或許還會有更多讓我們意想不到的生命路徑被照亮。