沉默的大多数:不制造蛋白质的 RNA

非编码 RNA 曾经被认为是细胞垃圾,但现在正在成为从大脑发育到癌症等各个领域的关键参与者 - 还有很多东西有待发现

来源:可知 Magazine

当科学家第一次破解遗传密码时,他们期待一个简单的故事:DNA 制造 RNA,而 RNA(称为信使 RNA)制造蛋白质。蛋白质将完成所有重要的工作——构建组织、对抗感染、消化食物。

但当我们基因组的 DNA 最终被测序时,研究人员遇到了一个令人头疼的问题:携带制造蛋白质指令的 20,000 多个基因只占我们 DNA 的不到 2%。剩下的有什么用呢?

多年来,剩下的 98% 都被视为“垃圾 DNA”——进化碎片、填充物。但随着测序技术的进步,令人震惊的景象出现了。我们的细胞忙于制造所有这些区域的 RNA 副本,而不仅仅是从蛋白质编码基因制造信使 RNA(或 mRNA)。他们生产了大量目的不明的 RNA 分子。

问题变成了:为什么细胞会浪费如此多的能量来复制那些垃圾?

然而如今,这种非编码 RNA(不携带蛋白质指令的 RNA 分子的总称)的重要性是不可否认的。事实证明,非编码 RNA 可以调节从胚胎发育到免疫反应再到大脑功能的一切。它们帮助确定哪些基因被打开和关闭以及何时打开和关闭。它们可以促进或抑制癌症。

“每个细胞都可能是一片雪花,这是由于基因组中产生的 RNA 的多样性所致,而这种多样性并非来自 mRNA,”科罗拉多大学博尔德分校的再生生物学家 John Rinn 说,他的整个职业生涯都在研究这些分子。

此处,Knowable Magazine 介绍了科学家迄今为止已发现的一些主要非编码 RNA 类别。

MicroRNA:小分子,大作用

“我们需要了解他们的所有目标,以及如何控制它们,”科西克说。

长非编码 RNA:基因组的暗物质

环状 RNA:有目的的循环

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图片来源:HENRIK 实验室

piRNA:基因组古老的免疫系统