聚焦2006诺贝尔科学奖：在“沉默”中爆发

        对生物体内RNA（核糖核酸）的研究是近年来生物学界和医学界无可争议的热点。曾有科学家形容：这是一个RNA的时代。而这样一个热门领域的产生，源于1998年美国人安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛在《自然》上杂志发表的一项研究成果：他们首次将双链RNA导入线虫基因中，并发现双链RNA较单链RNA能更高效地特异性阻断相应基因的表达，他们称这种现象为RNA干扰。他们的这一发现也促使后来的科学家认识到，生物体的基因转化最终产物不仅仅是蛋白质，还包括相当一部分RNA。

        基因沉默的“幕后使者”

        中国科学院生物物理研究所蛋白质工程实验室主任、国际人类基因组组织委员陈润生研究员在接受《科学时报》记者采访时评价说：“安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛的重大发现，为人类对生命的研究开辟了一个非常广阔的领域。有些科学家认为，他们的这一研究成果好像宇宙学中的暗能量，是生物研究的一个全新世界。他们获得诺贝尔奖是名副其实的。”

        其实早在上个世纪70年代，人们就认识到了RNA会影响生物体的整个生命活动。但当时人们对于RNA的理解，还仅限于生物体的基因是由DNA（脱氧核糖核酸）通过转录形成信使RNA，随后翻译形成蛋白质才能起作用。

        1990年，科学家为了加深矮牵牛花的紫色，添加过量的合成色素的基因拷贝进入细胞，结果事与愿违，不仅转入的基因未表达，而且自身的色素合成也减弱了，转基因的花出现了白色或全白色，当时他们把该现象称作共抑制。后来在对真菌、线虫、果蝇、老鼠等动物细胞的进一步研究中，这种现象也得到了确认。

        陈润生说，直到1998年，科学家才真正认识到这种分子的力量。“RNA干扰”现象是在线虫实验中观察到的，安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛将外源的双链RNA加入到线虫的基因中，发现它能抑制特定基因表达相应的蛋白质，首次证明此过程属转录后的“基因沉默”，并证明了小RNA分子是某些基因抑制现象的“幕后使者”。

        另一类基因被发现

        “许多人将这个词翻译为RNA干扰，而我更倾向于将它解释为RNA干涉。”陈润生说：“因为干涉的意思更能体现RNA是对于特定的目标基因起作用，而不是杂乱无章的。”

        生物体的这一机制被安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛揭示之后，科学家推论，这一机制本身应是为生物体内部服务的。果然，科学家随后发现，生物体体内本身也存在这种产生双链RNA的基因，只不过一直没有被发现而已。

        陈润生解释说：“这种RNA就叫做小RNA基因，也是生物体遗传密码的一部分。这种RNA基因实际上是内源性的。以前人们一致认为RNA最后的产物是蛋白质，这种传统意义上的由DNA产生单链RNA的基因现在通常叫作编码基因；但小RNA基因的发现让人们认识了另外一类基因，它们的最终产物是RNA。小RNA就是其中一种，小RNA是双链的，较一般RNA短得多，它能对细胞和基因的很多行为进行控制，可指导染色体中的物质形成正确的结构。这些最终产物是RNA的基因叫做非编码基因。目前在高等生物体内发现的非编码基因数量越来越多。从RNA干扰现象发现对RNA调控的一套全新的机制，是这几年生物学中的重大革命。”

        RNA干扰机制的发现引导人们发现了一种全新的基因。科学家们逐渐发现，非编码基因的数量是非常大的，在高等生物体内，科学家们认为非编码基因的数量可以和编码基因相比拟。“这个发现使得我们人类对基因的研究从只有一个蛋白质的世界变成了RNA和蛋白质两个功能元件组成的两种元件的世界。这让我们人类对各种生物的了解变得更加丰富、更加多样，并且能更好地说明生命的复杂性和多样性。”陈润生说。

        有望用于基因治疗

        陈润生认为，利用RNA干扰研究基因功能是对基因基础研究的一个便捷工具。科学家利用RNA干扰对目标基因进行特异性的表达沉默，通过观察其表达被抑制后细胞乃至生物体从形态到各项生理生化的变化来推导该基因的功能。

        最近的研究发现，这些自身存在的RNA不但在高等动物中有，在高等植物中也有。2003年科学家发现，病毒中也存在这种基因，现在几乎所有的生物中都被证明存在这样的非编码基因。

        陈润生介绍说，目前，RNA干扰现象的后续研究实际上是朝着两个方向发展的：一是基础研究方面，继续研究在生物体内存在的RNA基因的功能、调控机制以及和蛋白质（编码基因）的关系；二是深入研究RNA干扰现象，把RNA干扰现象用到可能应用的情况，比如说医疗实践，用于抑制肿瘤和其他疾病的基因。

        “这种技术还被用于基因治疗研究，很多医学研究也正在利用这种技术，希望直接从源头上抑制致病基因，以治疗癌症甚至艾滋病等重大疾病。”陈润生说：“目前，已有研究证明在培养的哺乳动物细胞中，RNA干扰可用于抗病毒和抗肿瘤等的基因治疗。艾滋病、老年痴呆症等重大疾病今后都有可能通过这种新途径被治愈。此外，对于特定疾病的诊断，以后不一定只能以蛋白质为指标，RNA也可能成为检测重大疾病的标识物。这个领域未来的前景是非常广阔的。”

        陈润生认为，此次诺贝尔生理学或医学奖颁发给仅仅发表8年的成果，正是看到了这项发现给世界带来的巨大影响和变革。虽然对于RNA的研究现在还存在许多不成熟的地方，但随着人类对其认识程度的提高，这项技术终将会使人类受益。

        目前，我国在这方面研究处于上升趋势，虽然起步较晚，但近几年来致力于RNA研究的课题组逐渐多起来，并且，“973”、国家基金委等也将RNA研究立项并列为重大项目。 (责任编辑：泉水)

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