在研究了人類基因組未被探索的區(qū)域之后，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的非編碼基因，它似乎在癌癥的發(fā)展中起著重要作用。

該基因位于基因組的一個(gè)區(qū)域，不包含制造蛋白質(zhì)的指令。有一次，有人認(rèn)為這個(gè)非編碼區(qū)只是無(wú)關(guān)緊要的“垃圾”。

然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的基因被發(fā)現(xiàn)在這個(gè)“暗物質(zhì)”中，這對(duì)健康和疾病都是重要的。

在《細(xì)胞》雜志,科學(xué)家報(bào)告說(shuō)，雖然新的基因并沒(méi)有編碼蛋白質(zhì)，但它對(duì)癌細(xì)胞有“直接影響”。他們發(fā)現(xiàn)沉默可以阻止腫瘤的生長(zhǎng)。

DNA和RNA，基因組和轉(zhuǎn)錄組

人類基因組包含建立和維持細(xì)胞所需的所有指令。它攜帶著這一信息，在一個(gè)叫做DNA的長(zhǎng)、彎曲、雙鏈分子中，有20000-25000個(gè)基因。

DNA中包含的指令并不是直接從那里得到的。它首先被“轉(zhuǎn)錄”成一個(gè)被稱為RNA的單鏈分子，它反映了DNA序列，并且所有在細(xì)胞中保存的轉(zhuǎn)錄本被稱為細(xì)胞的“轉(zhuǎn)錄組”。

因此，雖然基因組很少因細(xì)胞而異，但轉(zhuǎn)錄組的變化取決于細(xì)胞的類型。

通過(guò)對(duì)RNA的分析，研究人員應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)在不同的細(xì)胞中DNA的基因是如何和何時(shí)被開(kāi)啟和關(guān)閉的。

例如，分析轉(zhuǎn)錄組可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)未知的基因在癌細(xì)胞中高度表達(dá)，而不是在健康細(xì)胞中。這可能表明該基因?qū)?xì)胞生長(zhǎng)很重要。

非編碼基因不一定是“垃圾”

轉(zhuǎn)錄組被保存在幾種不同的RNA中。主要的信使RNA(mRNA)攜帶的是制造蛋白質(zhì)的腳本或代碼，這些蛋白質(zhì)是在細(xì)胞中做大量工作的分子。非編碼rna攜帶從DNA中轉(zhuǎn)錄而不是合成蛋白質(zhì)的腳本。

很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，人們都認(rèn)為不含制造蛋白質(zhì)指令的大部分基因組是垃圾DNA。這些所謂的非編碼基因也被稱為暗物質(zhì)，因?yàn)槿藗儗?duì)它們知之甚少。

但隨著測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，雖然基因組的暗物質(zhì)可能不會(huì)最終產(chǎn)生蛋白質(zhì)，但它確實(shí)產(chǎn)生了非編碼rna，在健康和疾病的細(xì)胞生物學(xué)中發(fā)揮著重要作用。

在過(guò)去的20年里，發(fā)現(xiàn)了許多新的非編碼RNA，其中包括一種稱為長(zhǎng)非編碼RNA的RNA(lncRNA)，它是一種有超過(guò)200個(gè)構(gòu)建塊或核苷酸的RNA鏈。

在新的研究報(bào)告中，研究人員描述了他們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)并描述了一個(gè)lncRNA，他們發(fā)現(xiàn)它們?cè)诎唏R魚、老鼠和人類身上都是一樣的。

這引起了他們的好奇心，因?yàn)樵诓煌锓N間發(fā)現(xiàn)這種“保守”的RNA是罕見(jiàn)的。這是否意味著它在細(xì)胞生物學(xué)中發(fā)揮了重要作用?

他們將lncRNA命名為“睪丸相關(guān)的高度保守的長(zhǎng)非編碼RNA”(THOR)。

資深研究作者、密歇根大學(xué)(MichiganMedicine)的病理學(xué)教授ArulChinnaiyan說(shuō)，他們決定把注意力集中在THOR身上，因?yàn)樗坪?ldquo;被進(jìn)化選擇了重要的功能。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，高度保守的lncRNA對(duì)癌癥的發(fā)展非常重要，沉默阻止了腫瘤的生長(zhǎng)。

THOR在癌細(xì)胞中高度表達(dá)

在之前的研究中，他們已經(jīng)確定了數(shù)千種潛在的lncrna，這些潛在的lncrna在繪制暗物質(zhì)的圖景后可能會(huì)更有用。他們選擇研究THOR有兩個(gè)原因:第一，因?yàn)樗?ldquo;進(jìn)化高度保守的”，其次，因?yàn)樗辉谝环N正常的成人組織中高度表達(dá):睪丸。

Chinnaiyan教授說(shuō)，因?yàn)樵诎唏R魚和人類和老鼠身上，THOR是高度保守的，所以他們能夠研究它在斑馬魚模型中的作用。

但是，當(dāng)他們進(jìn)一步調(diào)查THOR時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它在某些癌癥，特別是黑素瘤和肺癌中也有很高的表達(dá)，并且它在癌癥的發(fā)展中起到了直接的作用。

使用實(shí)驗(yàn)室培育的癌細(xì)胞表達(dá)THOR的實(shí)驗(yàn)表明，沉默該基因會(huì)減緩腫瘤的生長(zhǎng)，而過(guò)度表達(dá)則會(huì)加速腫瘤的生長(zhǎng)。而且，正常細(xì)胞缺乏THOR的正常發(fā)育，表明它只對(duì)癌細(xì)胞有影響。

沉默THOR“抑制細(xì)胞增殖”

Chinnaiyan教授說(shuō)，他們經(jīng)歷了“很多l(xiāng)ncrna”，其中大多數(shù)沒(méi)有顯示出像THOR這樣的清晰的功能。

在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，研究小組發(fā)現(xiàn)，THOR與胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白(IGFBPs)相互作用，后者被認(rèn)為有助于保持rna的穩(wěn)定。他們發(fā)現(xiàn)沉默的THOR阻止了IGFBPs的活動(dòng)。

Chinnaiyan教授說(shuō):“如果我們擾亂了THOR的功能，我們就會(huì)破壞穩(wěn)定RNA的能力。”抑制細(xì)胞增殖。研究人員還發(fā)現(xiàn)，過(guò)度表達(dá)THOR會(huì)使細(xì)胞生長(zhǎng)得更快。

他們認(rèn)為，THOR可能是抗癌藥物的靶點(diǎn)，因?yàn)樗粫?huì)干擾健康細(xì)胞。

“我們發(fā)現(xiàn)THOR是一個(gè)高度保守的lncRNA，這是令人興奮的事實(shí)。”