MicroRNA研究奠基人：开发新miRNA分析技术

　　

生物通报道：美国Helicos BioSciences公司日前宣布，他们将与马萨诸塞州大学的一名研究人员合力开发一种能够分析已知种类的microRNA和发现新非编码RNA的分析方法。

 

该公司将与马萨诸塞州大学医学院的Victor Ambros教授合作使用True 单分子测序技术（True Single Molecule Sequencing）进行研究。

 

Ambro教授因为之前在研究线虫发育时序时发现了Lin-4 miRNA而闻名。Lin-4 miRNA是人们鉴定出的第一个microRNA分子。他目前的研究包括发育和基因调节相关miRNA的研究，即包含了控制细胞分裂、分化和形态形成的机制。

 

Helicos CSO Patrice Milos在一项声明中表示，他们希望能够简化目前的miRNA分析方法，从而使人们能够深入地了解人类细胞和组织中存在的miRNA类型。

Micro RNAs (miRNAs) 是一类长约21个核苷酸构成的非编码的单链 RNA 分子，它们广泛存在于从植物、线虫到人类的细胞中。越来越多的研究证实，这种微小的分子具有强大的调控作用，与高等植物、动物的生长发育调节密切相关，并且与一些癌症的发生息息相关。

最早发现就是 lin-4 和它的靶 mRNA，即 lin-14。1993年，Victor Ambros和他的研究助手Rosalind C. Lee用经典的定位克隆的方法在线虫 (C. elegans) 中克隆了 lin-4 基因，并通过定点突变发现 lin-4 并不编码蛋白，而是产生一种小 RNA 分子。这种小 RNA 分子能以不完全互补的方式与其靶 mRNA 的3'非翻译端的特定区域相互作用来抑制 lin-14 的表达，最终导致 lin-14 蛋白质合成的减少，这种现象叫做转译抑制。通过转译抑制， lin-4 控制着 C．elegans 幼虫由 L1 期向 L2 期的转化。

为什么一个只有21 nt 的 RNA 分子起着如此重要的调节作用？当时人们无法解释，只能认为是一种稀少的个别现象。但是，2000年第2个 miRNA let-7 及其人类和果蝇中同源物的发现改变了人们的看法， miRNA 可能是一类进化上保守的、在生命中起着重要调控作用的分子。它们能有效地抑制相关蛋白质的合成，导致靶 mRNA 的降解，或者其他形式的调节机制来抑制靶基因的表达，产生基因沉默。

近年来发现 miRNA 可能在基因表达调控领域中起着超乎想象的重要作用，miRNA 序列、结构、丰度和表达方式的多样性，使其可能作为蛋白质编码 mRNA 的强有力的调节子。miRNA 的发现丰富了人们对蛋白质合成控制的认识，补充了在 RNA 水平对靶 mRNA 分子进行更迅速和有效的调节，展现了细胞内基因表达调控全方位多层次的网络系统。miRNA 的发现也是对中心法则中 RNA 次要的中介角色的重要补充，它将促使生物学家重新思考细胞遗传调控及其发育等方面的重要问题。 迄今为止，在植物、线虫、果蝇和哺乳动物中已发现了一千多个 miRNA 基因。（生物通雪花）

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北京生科所戚益军等《基因和发展》上发miRNA研究成果

 

2007年5月1日北京生命科学研究所戚益军实验室在《基因和发展》（Genes & Development）杂志在线发表题为“A complex system of small RNAs in a unicellular green alga Chlamydomonas reinhardtii”的论文。该论文首次报道了在单细胞生物中存在miRNAs。《基因和发展》发表了对该论文的评论文章(Perspective)“Expanding RNA physiology: microRNAs in a unicellular organism”和题为“Unicellular miRNA Discovery”的新闻稿（Press release）。

 

   Genes & Development的新闻稿称：“由北京生命科学研究所戚益军博士领导的合作研究小组，报道了他们关于衣藻中存在microRNAs（miRNAs）的新发现。这是研究人员首次在单细胞生物中发现miRNAs”。

 

“miRNA是一类保守的，约21个核苷酸长度的小RNA，它们通过切割与其互补的信使RNA（mRNA）靶序列或抑制翻译来调节基因表达。miRNA已被证实在植物和动物中广泛存在，并被认为是多细胞生物发育的重要调节因子。现在，戚益军博士与他的同事在衣藻中发现了大量的miRNAs，从而将miRNA的存在范围从多细胞生物扩展到了单细胞生物。他们的研究表明，单细胞生物中存在的miRNAs与植物miRNA有一些相同的功能特性，均能在体外和体内指导切割其靶标mRNAs。另外，他们还发现，在衣藻配子体分化过程中，一些miRNAs的表达模式发生了改变，说明它们可能在调节有性生殖的过程中发挥了作用”。

 

 “单细胞生物中发现miRNA，也有进化方面的启示：miRNAs同时存在于单细胞和多细胞组织中，说明miRNA通路形成于这两条进化分支分离之前；而衣藻与动物和植物中的miRNA基因缺乏保守性的事实意味着，这些miRNAs是独立进化而来的”。

 

 “我们的发现使大家以前对miRNA只存在于多细胞生物的认识发生了改变，这对蓬勃发展的小RNA研究提供了重要信息。同时，我们也面临一个紧迫问题，究竟这些miRNA在衣藻中行使了什么样的功能。希望不久后就能知道答案。”戚益军博士说。该论文由北京生命科学研究所戚益军实验室和中科院遗传所王秀杰实验室合作完成。赵涛博士和李广林为共同第一作者。该项目由科技部863项目和北京市政府资助。