由于越來(lái)越多的數(shù)據(jù)指出非編碼RNA(ncRNAs) - 基因組的信息在發(fā)育和疾病中不編碼蛋白質(zhì)的重要??性，過(guò)去被許多人認(rèn)為是“垃圾DNA”的東西正在復(fù)仇。但是我們?cè)诶斫膺@些分子方面的進(jìn)展緩慢，因?yàn)槿狈υ试S系統(tǒng)地繪制其功能的技術(shù)。

現(xiàn)在，多倫多大學(xué)Donnelly中心的Benjamin Blencowe教授團(tuán)隊(duì)，包括主要作者Eesha Sharma和Tim Sterne-Weiler，已經(jīng)開發(fā)了一種方法，描述于2016年5月19日出版的Molecular Cell，它使科學(xué)家能夠深入探索ncRNAs在人體細(xì)胞中做。該研究發(fā)表于同一天，分別來(lái)自新加坡基因組研究所的Yue Wan博士小組和加利福尼亞州斯坦福大學(xué)的Howard Chang小組的另外兩篇分子細(xì)胞和細(xì)胞論文，他們開發(fā)了類似的研究方法。不同生物體中的RNA。

在人類基因組中的30億個(gè)字母中，只有2%構(gòu)成了蛋白質(zhì)編碼基因。這些基因被復(fù)制或轉(zhuǎn)錄成信使RNA(mRNA)分子，這些分子為構(gòu)建蛋白質(zhì)提供了模板，這些蛋白質(zhì)可以完成細(xì)胞中的大部分工作。其余98%的基因組大部分最初被一些人認(rèn)為缺乏功能重要性。然而，非編碼基因組的大片 - 在其半數(shù)和四分之三之間 - 也被復(fù)制到RNA中。

由此產(chǎn)生的ncRNA可能取決于您詢問(wèn)的對(duì)象。一些研究人員認(rèn)為，大多數(shù)ncRNA沒有功能，它們只是基因組強(qiáng)大的轉(zhuǎn)錄機(jī)制產(chǎn)生mRNA的副產(chǎn)品。然而，正在出現(xiàn)許多ncRNA在基因調(diào)控中具有重要作用。這一觀點(diǎn)得到了支持，因?yàn)橐恍﹏cRNA可作為穿梭細(xì)胞周圍mRNA的載體，或?yàn)槠渌鞍踪|(zhì)和RNA提供支架以附著并完成其工作。

但是大多數(shù)可用的數(shù)據(jù)都是零敲碎打或偶然發(fā)現(xiàn)的。隨著新出現(xiàn)的證據(jù)表明ncRNA可以推動(dòng)疾病進(jìn)展，例如癌癥轉(zhuǎn)移，因此非常需要一種能夠?qū)cRNA進(jìn)行系統(tǒng)功能分析的技術(shù)。

“到目前為止，使用現(xiàn)有的方法，你必須知道你在尋找什么，因?yàn)樗鼈兌家竽闾峁┮恍╆P(guān)于感興趣的RNA的信息。我們方法的強(qiáng)大之處在于你不需要預(yù)先選擇你的候選人，你可以看到細(xì)胞中全球正在發(fā)生的事情，并利用這些信息來(lái)觀察我們以前從未見過(guò)的有趣事物以及它們?nèi)绾斡绊懮飳W(xué)，“Blencowe小組的博士候選人Eesha Sharma說(shuō)道，他和博士后同事Tim Sterne-威勒共同開發(fā)了這種方法。

這種名為“LIGR-Seq”的新工具捕獲了不同RNA分子之間的相互作用。當(dāng)兩個(gè)RNA分子具有匹配序列 - 從DNA藍(lán)圖復(fù)制的字母串 - 它們將像魔術(shù)貼一樣粘在一起。然后從細(xì)胞中除去配對(duì)的RNA結(jié)構(gòu)，并通過(guò)最先進(jìn)的測(cè)序方法進(jìn)行分析，以精確鑒定粘在一起的RNA。

“生命科學(xué)領(lǐng)域的大多數(shù)研究人員都認(rèn)為，迫切需要了解ncRNA的作用。這項(xiàng)技術(shù)將為開發(fā)對(duì)ncRNA功能的新理解打開大門，”Blencowe說(shuō)，他也是分子遺傳學(xué)系的教授。

不必依賴已有的知識(shí)是該方法的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，它將促進(jìn)以前從未見過(guò)的RNA對(duì)的發(fā)現(xiàn)。另一方面，科學(xué)家們可以第一次看到RNA相互作用，因?yàn)樗鼈儼l(fā)生在活細(xì)胞中，其復(fù)雜程度不同于以前它們不得不依賴的搗碎細(xì)胞汁。這有點(diǎn)像繼續(xù)探索海洋生物學(xué)，從在海灘上收集貝殼到在珊瑚礁之間潛水，在那里發(fā)現(xiàn)的范圍要大得多。

ncRNA有多種口味：rRNA，tRNA，snRNA，snoRNA，piRNA，miRNA和lncRNA，僅舉幾例，前綴反映了RNA在細(xì)胞中的位置或其功能的某些方面。但事實(shí)是，沒有人真正知道這些ncRNA控制細(xì)胞中發(fā)生的事情的程度，也不知道它們是如何做到這一點(diǎn)的。Blencowe小組開發(fā)的新技術(shù)已經(jīng)能夠獲得涉及所有類別RNA的新的相互作用，并且已經(jīng)揭示了一些意想不到的發(fā)現(xiàn)。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)小核仁RNA(snoRNA)的新角色，通常指導(dǎo)其他ncRNA的化學(xué)修飾。事實(shí)證明，一些snoRNA也可以調(diào)節(jié)一組蛋白質(zhì)編碼mRNA的穩(wěn)定性。通過(guò)這種方式，snoRNAs還可以直接影響制造哪些蛋白質(zhì)及其豐度，從而為細(xì)胞生物學(xué)增加了新的控制水平。這只是冰山一角，因?yàn)檠芯咳藛T計(jì)劃進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用他們的技術(shù)來(lái)研究不同環(huán)境中的ncRNAs。

“我們想了解ncRNAs在發(fā)育過(guò)程中的功能。我們對(duì)它們?cè)谏窠?jīng)元形成中的作用特別感興趣。但我們也將利用我們的方法發(fā)現(xiàn)和繪制人類疾病背景下RNA-RNA相互作用的變化，” Blencowe說(shuō)。