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孙悟空钻进铁扇公主肚子的现代版?

www.tqgct.com 时间:2017-12-25 11:26 最权威的GCT工程考试网
植物中所含微小RNA能够通过消化道进入人体血液和器官组织,然后通过调控靶基因表达的方式,影响人的生理功能。

植物中所含微小RNA能够通过消化道进入人体血液和器官组织,然后通过调控靶基因表达的方式,影响人的生理功能。这意味着日常饮食可以直接影响人体内的基因表达。 

2007年的一天,正在南京大学读博的陈熹被导师布置了一个实验,去检测人的血清中是否含有微小核糖核酸(microRNA)。陈熹当时就认为导师疯了,因为这完全违背了他所学到的生物学常识:人的血清中含有许多RNA的降解酶,因而不可能有完整的RNA存在,至多只是一些碎片。他在师弟师妹面前把自己的导师“批判”了一番,然后就把这个任务扔在了一边。

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研究人员估计,在哺乳动物的基因中,约有30%左右的编码蛋白质的基因受到微小RNA的调控。

直到两个星期后的一个早晨,陈熹的导师张辰宇堵到了他,再次要求他去做这个实验。陈熹回避不开,只好去做。结果这个实验一做,陈熹变得比他的导师都更疯狂了,曾经连续三天三夜泡在实验室里。他得到了一些令人难以置信的结果。

他们最新的一项研究发表在近期的《细胞研究》上,这项研究发现,植物所含有的微小RNA能够通过消化道进入人体血液和器官组织,然后通过调控人体内靶基因表达的方式,影响人的生理功能。他们已经发现了至少一种情况,微小RNA能够通过这种方式影响人体健康:进食过多的大米会增加患代谢紊乱综合征的可能。这倒令人想起孙悟空变成一只小虫子钻进铁扇公主肚子的故事,尽管最后的结果与肚子疼无关。

这样的一个发现引起了许多生物学研究者的极大兴趣。同样研究微小RNA的美国俄亥俄州立大学的克莱·马什(Clay Marsh)教授认为张辰宇等人的这项工作“非常令人激动”,它表明我们日常的饮食能够直接影响体内的基因表达。

用南京大学张辰宇教授的话来说,这项发现为中国诸如“吃什么补什么”、“一方水土养一方人”这些俗话提供了科学上的注脚。

微小RNA与人体疾病

科学家发现微小RNA并不是很久之前的事情。1993年,哈佛大学的罗莎琳德·李(Rosalind Lee)等人在《细胞》杂志上发表论文,称在线虫中发现了控制幼虫发育的“lin-4基因”所编码产生的短小RNA,这种RNA可以与lin-14基因产生的mRNA结合,并抑制它的功能,使它无法被翻译,最终控制LIN-14蛋白质的产生。这是人们首次发现微小RNA对于生物体基因表达的调节作用。

微小RNA是一种由19-24个核苷酸组成的非编码RNA,它不能被翻译并最终生成蛋白质,而是一种在进化上比较保守的“基因调控者”。

在过去的10年里,微小RNA的研究已经成为了一个热点。仅仅是在2000年到2003年的短短三年时间里,研究人员就陆续发现了微小RNA的以下功能:控制细胞的增殖、凋亡;调节苍蝇的脂肪代谢;调节哺乳动物造血系统功能;控制植物叶与花的发育等。而据计算机模拟推测的结果,以上这些可能只是微小RNA所具备的功能的冰山之一角。研究人员估计,在哺乳动物的基因中,约有30%左右的编码蛋白质的基因受到微小RNA的调控。

2002年,美国《科学》杂志把微小RNA的研究评为了当年的“年度重大突破”。到2005年,研究人员已经在人体中发现了两百多种微小RNA。并且,人们也逐渐认识到,微小RNA可以调控肿瘤的形成,可以与慢性淋巴细胞性白血病有关,还可能与人类老年痴呆症和某些中枢神经功能紊乱有关。

小片段的大作用

张辰宇的研究就是从这里开始的。当时人们已经知道了微小RNA与肿瘤形成有关,张辰宇于是想到,是否有可能把微小RNA作为一种标记物来诊断肿瘤。在肿瘤的早期诊断中,如果能在血清中发现微小RNA的话,那么它就有可能成为无创伤性的新的生物标记物。这就是为什么他会想到让陈熹去做那个“疯狂”的实验。

在实验中,张辰宇疯狂的念头不但被证实了,而且微小RNA就像是指纹一样,在血清中的不同组合对应于不同的疾病。“这种组合可以早期诊断各种疾病。”张辰宇说,“现在很多疾病分亚型,判断疾病的复发,判断死亡率,还有个体化治疗,微小RNA都可以提供帮助。”

2008年9月初,张辰宇等人在《细胞研究》上发表了他们的研究结果。几乎在同一时间,一个以色列的研究组和一个美国的研究组也分别独立发表了相同结论的文章。三者相互印证。

不过,新的发现也带来了一个新的疑问:血清中的这些微小RNA是从哪里来的?它们是从破碎的细胞里出来的呢,还是完整的细胞能够分泌出微小RNA?张辰宇从他的研究领域——内分泌代谢——出发,认为是从细胞中分泌的。但究竟是以何种方式分泌出来,比如是直接分泌还是通过某种载体,他仍不得头绪。




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