近日，来自中国科技大学、华中科技大学和台湾国立清华大学的研究人员联合在《自然通讯》（Nature Communications）上发表了一项重要研究成果，论文题为“Escherichia coli noncoding RNAs can affect gene expression and physiology of Caenorhabditis elegans”。该研究证实，大肠杆菌的非编码RNA能够影响秀丽隐杆线虫的基因表达和生理功能。

论文的通讯作者是中国科技大学生命科学学院的单革（Ge Shan）教授，其研究方向主要包括基因表达调控、非编码RNA的功能及作用机理，以及模式动物中神经系统的发育与分化。

了解动物与其环境因素之间的相互影响是生物学研究的核心主题之一。食物作为一种重要的环境因子，可以影响动物的基因表达和生理状态。例如，在雄性大鼠中，高脂饮食可影响其雌性后代的β细胞功能。大肠杆菌作为秀丽隐杆线虫的一种食物，其差异会影响线虫的基因表达和寿命。然而，在大多数情况下，研究人员对确切环境触发因素的特性及其背后的分子机制仍知之甚少。

线虫和其他一些生物体对环境RNA干扰（RNAi）敏感。环境RNAi是指一个物种在其环境中对双链RNA（dsRNA）的生理反应。对于线虫，可以通过将动物浸泡在dsRNA溶液中或喂食表达dsRNA的重组大肠杆菌来实现RNAi。

在氧化应激和低温等压力条件下，细菌中的一些小调控RNAs被诱导，可激活或抑制多个基因表达，从而保护细菌免受恶劣环境损害。鉴于人工设计的dsRNAs可以通过feeding RNAi机制进入线虫并抑制其基因表达，研究人员推测细菌中的这些非编码RNAs（ncRNAs）可能干扰了细菌觅食者（如线虫）的生理，充当了固有保护因子。

在这项研究中，研究人员证实两种大肠杆菌内源性非编码RNAs——OxyS和DsrA通过调控基因表达影响了线虫的生理学功能。OxyS通过抑制化学感觉基因che-2的表达，导致线虫化学感觉行为受损；DsrA通过抑制二酰基甘油脂肪酶基因F42G9.6，导致线虫寿命缩短。这两种ncRNAs均在压力条件下表达于大肠杆菌中，可能防止了线虫过度摄食大肠杆菌。

此外，研究人员还检测了线虫RNA干扰信号通路中一些可能参与OxyS和DsrA效应的基因，并证实其他细菌（如枯草杆菌Bacillus subtilis）也利用其非编码RNAs来干扰线虫的基因表达。

通过鉴别两种内源性大肠杆菌ncRNAs OxyS和DsrA，并证实它们通过调控基因表达对线虫的生理效应，研究人员描述了RNA介导的细菌/细菌摄食者相互影响的一种潜在新模式。内源性dsRNA为基础的feeding RNAi一直用于细菌和植物中，作为对抗线虫和昆虫的一种生物技术。这项研究还为我们提供了种间基因调控以及大肠杆菌中内源ncRNAs启动对线虫生理学调节的范例。