科技日报北京11月11日电 (记者张梦然)人类基因组中大约98%的区域并不直接编码蛋白质,这部分区域的功能一度未被充分理解,甚至被误认为是“垃圾”DNA。然而据最新一期《细胞》杂志上发表的研究,科学家借助改进型“基因魔剪”CRISPR技术揭示了非编码RNA的奥秘,证明了它们在细胞中,特别是在癌症和人类发育过程中,扮演着不可或缺的角色。
CRISPR技术通常以Cas9酶为核心,但本次研究采用了更为前沿的方法——利用Cas13酶针对RNA进行操作。美国纽约大学和纽约基因组中心科学家对5种人类细胞系进行了深入分析,包括肾脏细胞、白血病细胞以及乳腺癌细胞等。他们系统探究了近6200个长链非编码RNA(lncRNA)基因位点及其邻近蛋白质编码基因的影响。通过实施CRISPR介导的干扰或敲除实验,他们评估了每个lncRNA对细胞健康的重要性,从而识别出哪些是非必要的,哪些是维持细胞基本功能所必需的。
最终,他们发现了总计778个对细胞生存至关重要的lncRNA,其中包括46个广泛存在于多种细胞类型中的核心lncRNA,以及732个仅在特定细胞类型中发挥关键作用的lncRNA。这些重要的lncRNA参与调控细胞生长周期中的重要路径,如果缺乏可能导致细胞停滞甚至死亡。
研究还揭示了lncRNA在人类发育过程中的重要作用。许多此类RNA分子在胚胎早期组织中高度活跃,随着个体的成长逐渐减少表达量,这表明它们在生命早期阶段具有特殊功能。对于癌症研究而言,通过对大约9000个肿瘤样本的分析,科学家注意到,在特定类型的肿瘤中,lncRNA的表达水平与患者存活率之间存在关联。
非编码RNA可能成为未来癌症诊疗的新指标和新靶点,其独特的细胞类型特异性表达也为实现个性化医疗提供了可能。这一发现无疑是基因组学研究领域的一个里程碑事件,预示着未来生物学研究和临床实践将开启全新的篇章。
原标题:改进型“基因魔剪”揭秘非编码RNA功能