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聚焦2006年诺贝尔生理学或医学奖:RNA干扰现象的重大突破

2006-10-10 08:23 未知 科学时报 阅读 0
核心摘要: 2006年诺贝尔生理学或医学奖授予安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛,以表彰他们发现了RNA干扰现象。这一发现揭示了双链RNA能够高效特异性地阻断相应基因的表达,开辟了对生命研究的新领域,并引发了对RNA调控机制的新理解和在基因治疗中的应用前景。

近年来,生物体内RNA(核糖核酸)的研究成为生物学界和医学界的热点。1998年,美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛在《自然》杂志上发表的研究成果首次揭示了双链RNA能够高效特异性地阻断相应基因的表达,这一现象被称为RNA干扰。他们的发现开辟了对生命研究的新领域,使科学家认识到生物体的基因转化最终产物不仅是蛋白质,还包括相当一部分RNA。

中国科学院生物物理研究所蛋白质工程实验室主任陈润生研究员评价说,安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛的发现为人类对生命的研究开辟了一个非常广阔的领域。他们的研究成果被认为是生物研究的一个全新世界,获得了诺贝尔奖是名副其实的。

早在20世纪70年代,人们就认识到RNA会影响生物体的生命活动,但当时人们对RNA的理解仅限于基因通过转录形成信使RNA,然后翻译形成蛋白质。1990年,科学家在实验中发现,向矮牵牛花细胞中添加过量合成色素的基因拷贝后,不仅转入的基因未表达,而且自身的色素合成也减弱了,这种现象被称为共抑制。后续研究在多种生物体中确认了这一现象。

1998年,安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛在线虫实验中观察到RNA干扰现象,发现外源双链RNA能抑制特定基因表达相应的蛋白质,证明了小RNA分子是某些基因抑制现象的“幕后使者”。陈润生解释说,RNA干扰是指RNA对特定目标基因起作用,而不是杂乱无章的。

生物体的这一机制被揭示后,科学家发现生物体内部本身也存在产生双链RNA的基因,这些基因被称为小RNA基因,是生物体遗传密码的一部分。它们的最终产物是RNA,而不是蛋白质,被称为非编码基因。目前,在高等生物体内发现的非编码基因数量越来越多。

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,非编码基因的数量非常大,在高等生物体内,非编码基因的数量可以和编码基因相比拟。这一发现使人类对基因的研究从只有一个蛋白质的世界扩展到RNA和蛋白质两个功能元件组成的世界。

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表达沉默,通过观察其表达被抑制后细胞乃至生物体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在高等动物、植物甚至病毒中都存在。

目前,RNA干扰现象的后续研究朝着两个方向发展:一是继续研究生物体内存在的RNA基因的功能和调控机制;二是深入研究RNA干扰现象在医疗实践中的应用,如抑制肿瘤和其他疾病的基因。陈润生说,这种技术还被用于基因治疗研究,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。

陈润生认为,诺贝尔生理学或医学奖颁发给仅仅发表8年的成果,体现了这项发现对世界的巨大影响和变革。虽然对RNA的研究还存在许多不成熟的地方,但随着人类对其认识的提高,这项技术终将使人类受益。

目前,我国在这方面的研究处于上升趋势,虽然起步较晚,但近几年来致力于RNA研究的课题组逐渐增多,并且“973”、国家基金委等也将RNA研究列为重大项目。

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