http://www.physorg.com/news130073012.html
May 15, 2008
現在高中生物學的學生都能夠詳述基因是由 DNA 組成，那由信使 RNA（mRNA）所轉錄，接著被轉譯成蛋白質，接下來出現一種新的分子，迫使學生 -- 與許多科學家 -- 因更新過的教科書而混亂。
一項由 Salk 生物學研究所的研究者 Joseph Ecker, Ph.D. 所完成的研究，發表在 2008 5/15，Developmental Cell 的線上版，證明 RNA 世界比想像的還要更加複雜。Ecker 等人以幾樣事實進行修補，那處理阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）當中的 mRNAs 且觀察到對短或小 RNAs（small RNAs，smRNAs）的影響。他們的發現可能會衝擊到像植物病理學與癌症研究等如此迥異的領域。
雖然它們無法恰好符合 DNA -- mRNA -- 蛋白質這樣的進程，小 RNAs 或 microRNAs（miRNAs，微 RNAs）卻是植物與動物分子生物學中的下一件大事。它在十年前被發現，許多研究證明小 RNAs 藉由佔有（latching） mRNA，並阻止其轉譯成蛋白質，或導致其破壞，而踩下 mRNA 到蛋白質步驟的煞車，這種現象稱為 RNA silencing（RNA 沈默，靜默）。
Ecker，植物生物學實驗室的教授，同時也是 Salk 研究所基因組分析實驗室主任，由提出一個簡單的遺傳問題開始。研究者知道消除二種蛋白質其中的任一個 -- 一個是稱為 EIN5 的 mRNA 分解酵素，而另一個稱為 ABH1 的蛋白質，那能與 mRNA 結合並保護它不會被分解 -- 會導致植物中的發展性缺陷。Ecker 的小組問道：這二種若同時突變會怎樣？
在革命性的「深層定序（deep-sequencing）」技術的幫助下，那能以高解析度偵測罕見的 RNAs，研究者耙梳所有小 RNA 的收集 -- 稱為「smRNAome」-- 並發現 ein5/abh1 雙突變植物的小 RNAs 濃度躍升到足以顯露出之前未曾見過的某件事：突變的植物細胞大量生產小 RNAs，那從某些它們自己的蛋白編碼 mRNAs 中製成。
研究者已知植物會藉由產生短 RNAs 保護它們自己對抗入侵的病原體，例如病毒，那會識別並使外來的病毒 RNA 沈默。他們觀察到植物會以一種意料之外的方式使自己的 RNAs 沈默。"我們的研究證明，植物在管控病毒中RNAs 生產的方法，也跟它們管控它們自己基因的方法一樣，" Ecker 說，"這之前在任何生物 -- 植物或動物 -- 中都未曾見過。"
Ecker 認為這類型 mRNA 沈默並非 ein5/abh1 突變植物的一種離經叛道。"我們在這些突變中所見到的，或許是種遺傳現象，那可能適用於所有系統，" Ecker 說。
「為何這類型小 RNAs 之前未曾被觀察過？」或許是因為研究者還沒有這種工具來偵測它們 -- 即透過強大的新定序技術對「正確的」突變體進行詳細檢查 -- 直到現在。
Brian D. Gregory, Ph.D.，Ecker 實驗室的博士後研究者，本論文的第一作者認為，了解小 RNA 活動 -- 不管是在植物或動物細胞中 -- 都會牽涉到癌症研究，這樣的連結可能會讓你預期一位植物學家，也會是高度知名的 Damon Runyon 癌症研究基金獲獎者（譯註：http://www.drcrf.org/NETCOMMUNITY/Page.aspx?pid=258&srcid=264）。
"我們所學關於植物中 RNA 沈默的路徑，將能應用到癌症化療上，" Gregory 解釋。"腫瘤細胞中的基因表現會保護它們免受化療殺死 --我們或能使用小 RNAs 來中和（antagonize）癌細胞中這些基因的效應。"
就生態變化而論，Ecker 亦視此研究格外及時。"如果你了解植物如何正常的回應病原體，你能迅速在那些反應中做出改變，" 他說。"如果氣候發生變化，毫無疑問地，害蟲族群也將會轉移，而昆蟲是病毒的傳播者。這些昆蟲將有可能移往之前未曾見過的區域。因為小 RNAs 演化成會以侵入的病原體為目標，操縱它們或能對抗這些影響。"
※ 相關報導：
＊ A Link between RNA Metabolism and Silencing Affecting Arabidopsis Development
http://www.developmentalcell.com/content/article/abstract?uid=PIIS1534580708001688
Brian D. Gregory, Ronan C. O'Malley, Ryan Lister,＊ 暖化？科學家澄清一種外遺傳的繼承機制
Mark A. Urich, Julian Tonti-Filippini, Huaming Chen,
A. Harvey Millar, and Joseph R. Ecker
Developmental Cell, Vol ?, Issue ?,
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