中心法則告訴我們,，遺傳信息是從DNA傳遞給mRNA，再從mRNA傳遞給蛋白質，從而完成遺傳信息的轉錄和翻譯過程的,。根據這一法則,，mRNA似乎只有唯一的功能，即編碼蛋白質,。最近,，美國柏斯以色列狄肯尼斯醫(yī)學中心癌癥（BIDMC）遺傳學研究小組的專家認為，mRNA的功能并沒有那么單一,。
參與競爭的“臥底”
研究小組發(fā)表在近日《自然》雜志上的文章指出,，除了編碼蛋白質外，RNA之間相互溝通的能力也賦予了它們一種新的功能：通過競爭來參與調控基因表達,，并且這種新功能在數以千計的非編碼RNA身上也有所體現,。這一發(fā)現具有十分重要的意義，目前科學家已掌握的功能性遺傳信息庫很可能因此獲得極大的增容,。
此前研究認為,，小分子RNA（microRNA）可以通過與mRNA綁定來抑制基因表達，阻止mRNA向蛋白質傳遞遺傳信息,，因此其與包括癌癥在內的許多人類疾病都有關,。而這項新研究發(fā)現，大自然精心設計了一幕精彩的“潛伏”活動,，成千上萬的mRNA,、非編碼RNA以及所謂的假基因紛紛“裝扮”成小分子RNA的面目，共同從事著“臥底”工作,，從而形成了一類新的遺傳因素,。這些遺傳因素一旦發(fā)生變異，就會引發(fā)癌癥或其他人類疾病,。
負責該研究的BIDMC癌癥研究中心主任潘多爾菲表示,，盡管傳統上人們認為小分子RNA會抑制mRNA的功能，但事實可能恰恰相反,，換句話說,，并不是小分子RNA綁定了mRNA，而是RNA扣押了小分子RNA,，從而保護了mRNA的表達，并使小分子RNA對其他靶基因無效,。研究人員將這種情況定義為競爭性內源RNA,。
為進一步檢驗他們的假設，研究小組將目光轉向不編碼蛋白的假基因,。由于假基因或多或少與祖先基因相同,，因此它們也是正常基因的競爭者，同樣能夠識別并爭奪相同的小分子RNA,。
研究小組分析了編碼腫瘤抑制基因PTEN的RNA以及與該基因密切相關的假基因PTENP1之間的相互作用,。通過這種新機制，他們證明了PTENP1同樣也是一種腫瘤抑制因子,。之后他們如法炮制,，證實了與致癌基因KRAS相關的假基因KRAS1P也是致癌基因。
“潛伏者”的密語令人神往
潘多爾菲及哈佛醫(yī)學院的喬治·賴斯曼教授說,，細胞中的非編碼RNA分子同樣具有這個新功能,，這不僅意味著科學家發(fā)現了mRNA的新表達方式，而且1.7萬個假基因以及多達1萬個長片段非編碼RNA所使用的“語言”也可能被破譯,。如此一來,，估計將有3萬個新的遺傳因素的功能將被科學家掌握，使得細胞和腫瘤生物學的調控方式提升至一個新的水平,，并使功能基因組的規(guī)模增加一倍,。
潘多爾菲表示，科學家現在已經開始重視RNA分子之間的競爭性問題,，雖然過去人們還很難梳理出相關信息,，但他們現在已經知道如何傾聽RNA的語言，并通過這種方式來預測哪些RNA是競爭性內源RNA,，進而掌握它們的功能,。目前科學家已經掌握了數千個與人類疾病相關的RNA分子。這些發(fā)現將為生物學奠定新的基礎,，有助于開發(fā)出新手段來迅速識別與人類疾病相關的基因,，并掌握其功能和作用，從而提高診斷和治療水平,。(生物谷Bioon.net)
生物谷推薦原文出處：
Nature doi:10.1038/nature09144
A coding-independent function of gene and pseudogene mRNAs regulates tumour biology
Laura Poliseno,Leonardo Salmena,Jiangwen Zhang,Brett Carver,William J. Haveman& Pier Paolo Pandolfi
The canonical role of messenger RNA (mRNA) is to deliver protein-coding information to sites of protein synthesis. However, given that microRNAs bind to RNAs, we hypothesized that RNAs could possess a regulatory role that relies on their ability to compete for microRNA binding, independently of their protein-coding function. As a model for the protein-coding-independent role of RNAs, we describe the functional relationship between the mRNAs produced by the PTEN tumour suppressor gene and its pseudogene PTENP1 and the critical consequences of this interaction. We find that PTENP1 is biologically active as it can regulate cellular levels of PTEN and exert a growth-suppressive role. We also show that the PTENP1 locus is selectively lost in human cancer. We extended our analysis to other cancer-related genes that possess pseudogenes, such as oncogenic KRAS. We also demonstrate that the transcripts of protein-coding genes such as PTEN are biologically active. These findings attribute a novel biological role to expressed pseudogenes, as they can regulate coding gene expression, and reveal a non-coding function for mRNAs.
