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

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

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

在《細胞》雜志,科學(xué)家報告說(shuō)，雖然新的基因并沒(méi)有編碼蛋白質(zhì)，但它對癌細胞有“直接影響”。他們發(fā)現沉默可以阻止腫瘤的生長(cháng)。

DNA和RNA，基因組和轉錄組

人類(lèi)基因組包含建立和維持細胞所需的所有指令。它攜帶著(zhù)這一信息，在一個(gè)叫做DNA的長(cháng)、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“轉錄”成一個(gè)被稱(chēng)為RNA的單鏈分子，它反映了DNA序列，并且所有在細胞中保存的轉錄本被稱(chēng)為細胞的“轉錄組”。

因此，雖然基因組很少因細胞而異，但轉錄組的變化取決于細胞的類(lèi)型。

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

例如，分析轉錄組可能會(huì )發(fā)現，一個(gè)未知的基因在癌細胞中高度表達，而不是在健康細胞中。這可能表明該基因對細胞生長(cháng)很重要。

非編碼基因不一定是“垃圾”

轉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)是在細胞中做大量工作的分子。非編碼rna攜帶從DNA中轉錄而不是合成蛋白質(zhì)的腳本。

很長(cháng)一段時(shí)間以來(lái)，人們都認為不含制造蛋白質(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(chēng)為暗物質(zhì)，因為人們對它們知之甚少。

但隨著(zhù)測序技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們發(fā)現，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，在健康和疾病的細胞生物學(xué)中發(fā)揮著(zhù)重要作用。

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

在新的研究報告中，研究人員描述了他們如何發(fā)現并描述了一個(gè)lncRNA，他們發(fā)現它們在斑馬魚(yú)、老鼠和人類(lèi)身上都是一樣的。

這引起了他們的好奇心，因為在不同物種間發(fā)現這種“保守”的RNA是罕見(jiàn)的。這是否意味著(zhù)它在細胞生物學(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(cháng)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A(yíng)rulChinnaiyan說(shuō)，他們決定把注意力集中在THOR身上，因為它似乎“被進(jìn)化選擇了重要的功能。”

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

THOR在癌細胞中高度表達

在之前的研究中，他們已經(jīng)確定了數千種潛在的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，因為它是“進(jìn)化高度保守的”，其次，因為它只在一種正常的成人組織中高度表達:睪丸。

Chinnaiyan教授說(shuō)，因為在斑馬魚(yú)和人類(lèi)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(yú)模型中的作用。

但是，當他們進(jìn)一步調查T(mén)HOR時(shí)，他們發(fā)現它在某些癌癥，特別是黑素瘤和肺癌中也有很高的表達，并且它在癌癥的發(fā)展中起到了直接的作用。

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

沉默THOR“抑制細胞增殖”

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

在進(jìn)一步的實(shí)驗中，研究小組發(fā)現，THOR與胰島素樣生長(cháng)因子結合蛋白(IGFBPs)相互作用，后者被認為有助于保持rna的穩定。他們發(fā)現沉默的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 )破壞穩定RNA的能力。”抑制細胞增殖。研究人員還發(fā)現，過(guò)度表達THOR會(huì )使細胞生長(cháng)得更快。

他們認為，THOR可能是抗癌藥物的靶點(diǎn)，因為它不會(huì )干擾健康細胞。

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