科技日报记者 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。
图片来源：美国纽约大学
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。
总编辑圈点
非编码RNA分子在细胞中扮演着不可或缺的角色，虽然不直接参与装配蛋白质，它们的异常却会导致多种疾病。一度被生物学家低估的RNA遗传机制，其实并不边缘。非编码RNA与蛋白质、DNA及其他RNA分子相互作用，形成复杂的调控网络。这一网络不仅调节基因表达，还参与细胞内的信号传导和代谢过程，最终成就了生物的高度多样性和灵活的适应性。未来随着实验观测手段不断升级，或许还会有更多让我们意想不到的生命路径被照亮。