牧羊少年vs. 巨人：小microRNA大作用

　　

生物通报道：从预言故事里的老鼠打败大象，到旧约圣经里牧羊少年大卫打败巨人哥利亚的故事，说明有时小东西其实可以起到大作用。洛克菲勒大学（Rockefeller University）的最新研究结果也可以证明这一点。Cell7月1日报道，Ulrike Gaul博士和他的同事们发现了microRNAs在果蝇早期发育过程中起到了非常重要和特殊的作用。

MicroRNAs (miRNAs)是一种大小约21—23个碱基的单链小分子RNA，是由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成，不同于siRNA（双链）但是和siRNA密切相关。据推测，这些非编码小分子RNA（miRNAs）参与调控基因表达，但其机制区别于siRNA介导的mRNA降解。第一个被确认的miRNA是在线虫中首次发现的lin-4 和let-7，随后多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多种生物物种中鉴别出数百个miRNAs。

洛克菲勒大学神经遗传学实验室是主任Gaul博士说，“虽然关于microRNA如何产生和作用过程，确实有许多令人激动的发现，但是到底microRNA如何影响生物体发育以及它的功能到底是什么，目前我们还并不知道。”

为了获得答案，Gaul和他的同事一一封闭了在果蝇发育早期中起作用的46个已知的microRNA。但是要想获得准确的结果，只用传统的基因操作是不行的，因此Gaul他们采用了在果蝇胚胎中注入靶向体内microRNA的RNA短链，使microRNA不能结合mRNAs。结果发现这些microRNA 半数以上不仅与发育息息相关，而且是通过非常特别的方式影响着发育。

发育中细胞死亡是很常见的，发育中的胚胎会产生大量过多的各类型细胞，比如说神经细胞。而事实上，对这些细胞执行“枪决”的基因——Hid，Grim，Reaper——在正常细胞中都是表达的，“泰然自若”的做着自己该做的事。Gaul的新研究表明正是microRNA协助Hid，Grim和Reaper决定细胞的“死活”。因为microRNA结合上那些“死亡基因”的mRNAs，从而阻止他们的表达。而当microRNA活性被封闭，Hid，Grim和Reaper基因就可以表达，导致大量细胞死亡，从而“杀死”果蝇胚胎。

这些阻止细胞死亡的microRNA来自果蝇中最大的microRNA家族。这个家庭有13名成员，分别有一段相似序列和不同的序列。关于这些不同的序列是否起到重要作用方面已经有了一些数据，但是Gaul的研究主要是集中在如何帮助这些microRNA找准自己的“位置”。

“microRNA调节着许多发育中基本的过程，包括身体形态（body patterning）、形态发育学（morphogenesis）、神经系统和肌肉的发育。尤其是对细胞存活意义重大。”Gaul说。Gaul的实验室还有许多有意思的microRNA，比如一些在果蝇和人类之间高度保守的序列，下一步实验就是尝试更多不同的microRNA与靶位点的匹配。另外Gaul对于这些microRNA如何调控也非常感兴趣。（记者Leslie）