新突破：miRNA“卵生姐妹”

来自麻省理工与哈佛大学总医院（Broad Institute of Massachussetts Institute of Technology and Harvard University），德国欧洲分子生物学实验室，霍德华休斯医学院等多处著名研究机构的研究人员惊讶的发现了DNA执行功能的一种新方式，即两个互补形状“工具”能完成完全的不同功能。这一研究成果公布在2008年1月1日的《Genes & Development》杂志上。

领导这一研究的是MIT计算机科学与人工智能实验室的Manolis Kellis教授，第一作者为其博士后研究人员Alexander Stark。他们在这篇研究论文中发现一些miRNA基因并不仅仅来自DNA链中的一条，而是两条链都能编码RNA，从而得到的miRNAs能形成发夹结构，进入发育成成熟的miRNAs。Kellis and Stark在果蝇中发现了两种这样的miRNAs对，小鼠中发现了八对。

微小RNA(microRNA，简称miRNA)是生物体内源长度约为20－23个核苷酸的非编码小RNA，通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控，导致mRNA的降解或翻译抑制。到目前为止，已报道有几千种miRNA存在于动物、植物、真菌等多细胞真核生物中，进化上高度保守。

反义转录，其产物就是与正义的RNA互补的反义RNA(或者称反义转录本)，反义RNA可以通过与正义RNA的互补结合实现转录后基因沉默，从而控制基因表达。在这篇文章中发现Hox miRNA位点的反义转录（antisense transcription）：miR-iab-4能产生一种新的miRNA前体——mir-iab-8，继而成为有调控活性的RNAs。这种异位表达（ectopical expressed）可以通过直接抑制Hox基因靶标产生同源异性表型（homeotic phenotype）。

Kellis表示，这种DNA双链都可以编码功能性RNA产物的方式“在之前从来就没有想象过”，但是这一研究结果证明确实存在这种方式，而且也说明在其它许多物种中，也许也存在这种双链DNA都编码重要功能的“配对组”。

这一发现建立在之前有关miRNA调控的一项同样令人惊讶的发现上：12月，Stark和Kellis报道了一个单miRNA发夹结构的双臂都能针对不同的靶标产生不同的，功能性miRNA。这两项发现说明单基因能编码产生4种不同功能——DNA双链的每条链都能产生一个发夹结构，而每个发夹结构能产生一种miRNA。

Kellis研究小组利用的是生物信息学手段进行多种生物基因组分析，即比较基因组学，通过这种方法他们在许多不同物种中发现了蛋白编码基因，RNAs，miRNAs，调控元件和个体调控的靶标，Kellis表示，“这代表着在基因组生物学研究中一种新阶段，即不仅在实验室中，利用计算机终端也能得到重要的成果。”

同时在1月《G&D》上的，来自纽约约斯隆/凯德琳癌症研究中心（Memorial Sloan-Kettering Cancer Center）发育生物学系的赖教授（Eric C.Lai）也有相似的发现，而来自哈佛医学院的Welcome Bender博士则证明了miR-iab-4的敲除揭示了一种从相反链转录的miRNA的存在，而且反义miRNA的缺失会引起一个hox基因的些轻微去抑制（derepression）。这些在果蝇和哺乳动物中发现的额外的反义miRNA说明这种新机制也许能增加科学家们对miRNA功能的多样化的了解。

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