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研究发现RNA能调节DNA的转录方式 对药物设计具有重大意义
2020-01-24 12:37 前瞻网   

 

芝加哥大学的一组科学家发现了一种以前不为人知的基因表达方式。最新的研究显示,RNA本身可以调节DNA的转录方式,而不是单向地从DNA到RNA再到蛋白质。这一发现对我们理解人类疾病和药物设计具有重要意义。

“这似乎是一条我们不知道的基本途径。任何时候,它都有望开辟全新的研究和探索方向,”世界著名化学家Chuan He教授说。

人体是现存最复杂的机械构造之一。每次你挠一下鼻子,都是在进行比任何火箭飞船或超级计算机更复杂的活动。我们花了几个世纪的时间来解构它是如何工作的,每一次有人发现一种新的机制,就会有更多关于人类健康的谜团产生,新的治疗方法就会出现。

例如,2011年,Chuan He发现了一种名为可逆RNA甲基化的特殊过程,开辟了研究的新途径。

我们许多人都记得,在学校曾学习到这是一个有序的过程:DNA被转录成RNA,然后RNA生成蛋白质,完成活细胞的实际工作。但实际上并非这么简单。

Chuan He的研究小组发现,一种被称为信使RNA的分子,以前被称为携带DNA指令到蛋白质的简单信使,实际上正在对蛋白质的产生影响。这是通过一种可逆的化学反应,称为甲基化;他的关键突破是证明甲基化是可逆的。这不是一次性的、单向的,而是可以被擦除和逆转。

Chuan He说:“这一发现使我们进入了RNA修饰研究的现代时代,在过去几年里,RNA修饰研究确实取得了爆炸性进展。”“这就是这么多基因表达受到严重影响的原因。它影响着广泛的生物过程——学习和记忆,昼夜节律,甚至是细胞如何将自己区分为,比如说,血细胞和神经元这样最基本的东西。”

Chuan He的团队还识别并鉴定了一些识别甲基化mRNA并影响目标mRNA稳定性和转译的“阅读蛋白”。

但当实验室用老鼠来研究其机制时,开始发现信使RNA甲基化并不能完全解释他们所观察到的一切。

这也反映在其它实验中。Chuan He说:“来自社区的数据表明,还有一些其它的东西,一些我们错过了的极其重要的东西,对许多早期发展事件以及癌症等人类疾病产生了严重影响。”

他的团队发现一组称为染色体相关调节RNAs,或称为carRNAs,使用相同的甲基化过程,但这些RNA不编码蛋白质,也不直接参与蛋白质翻译。相反,他们控制DNA本身的储存和转录方式。

“这对基础生物学有重大意义。” Chuan He说,“它直接影响基因转录,而不仅仅是一小部分。它可以引起全球染色质的变化,并影响我们研究的细胞系中的6000个基因的转录。”

他看到了在生物学,尤其是人类健康方面的重大意义——从识别疾病的遗传基础到更好地治疗病人。

Chuan He说:“有几家生物科技公司正在积极开发针对RNA甲基化的小分子抑制剂,但是目前,即使我们成功地开发出了治疗方法,我们也没有一个完整的机械图来解释究竟发生了什么。”“这提供了一个巨大的机会,来帮助指导抑制剂测试的疾病适应症,并为药物提供新的机会。”

他说,这一突破仅仅是个开始。“我认为这代表了一种观念上的转变。”他说,“像这样的障碍很难打破,但一旦你打破了,一切都从那里开始了。”

原文来源:https://phys.org/news/2020-01-discovery-gene.html

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责任编辑: 3976DBC

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