生命体“暗物质”参与物种间基因表达调控

自然—通讯，2012-10-9

正如宇宙间存在既看不到也感觉不到的“暗物质”、“暗能量”一样，在生命体这个“小宇宙”中，也存在神秘的“暗物质”——非编码RNA（核糖核酸）。中国科学技术大学教授单革的一项最新研究表明，这些以前被认为是“垃圾”的RNA，参与了物种间的基因调控。《自然—通讯》日前在线发表了这一研究成果。

RNA是一类重要的生命物质，其中，编码RNA的功能是作为合成蛋白质的模板；而生物体内大量的RNA是不编码蛋白质的非编码RNA，人类基因组转录产物的90%以上为非编码RNA。以往的研究认为，非编码RNA不编码蛋白质，属于“垃圾”RNA。而随着研究的深入，科学家逐渐发现，非编码RNA含有丰富的信息，是生命体中有待探索的“暗物质”。目前已发现很多非编码RNA具有的重要生物学功能。同时，越来越多的证据表明，一系列重大疾病的发生发展与非编码RNA调控失衡相关。

单革实验室对非编码RNA进行了深入研究，首次发现细菌利用自身产生的非编码RNA，以类似RNA干扰的方式来调控线虫的基因表达。而此前的研究都是利用人工设计的非编码RNA在线虫中进行RNA干扰实验。

他们发现，大肠杆菌在不利条件下会利用自身产生的非编码RNA来“对抗”取食它的秀丽线虫。当大肠杆菌暴露于空气中时，受到氧化胁迫，便会表达某种非编码RNA，线虫食用了含有这种非编码RNA的大肠杆菌后，其嗅觉基因会受到下调，嗅觉变得迟钝，从而减少对大肠杆菌的取食。而当大肠杆菌处于低于25℃条件下，其产生的另一非编码RNA将会对食用大肠杆菌的线虫的一个寿命基因进行调控，使线虫的寿命变短。研究结果表明，非编码RNA参与了物种间的基因调控，也暗示非编码RNA可能参与了物种间的共进化。

单革表示，该研究对进一步认识非编码RNA的功能和机理具有一定的启示意义，相信在未来的研究中，对非编码RNA这一“暗物质”将会有更多的发现。（来源：中国科学报 姚琼 杨保国）

论文链接：Escherichia coli noncoding RNAs can affect gene expression and physiology of Caenorhabditis elegans