「大頭兒子」與環狀RNA

2020-12-01 第一財經

1953年,克裡克和沃森提出中心法則——唯一以法則命名的生物學理論。自問世以來,這條法則經十餘年反覆驗證,被寫入初高中生物學教材,其重要性足以與萬有引力定律媲美。萬有引力解釋了宇宙中星辰的神秘運轉,而中心法則負責解釋地面上生命世界的代代相傳。

當中學生們被法則所困擾的時候,科學家們卻正在實驗室中悄悄地改寫它,這緣於法則對RNA的角色定位出現了重大誤差。

法則中包含三大巨頭:DNA、RNA和蛋白質。 RNA顯得十分尷尬,它只是承上啟下溝通DNA和蛋白質的世界,難以獲得人們的尊重。然而,當「市儈」的分子生物學家們將研究的目光從簡單的大腸桿菌那裡轉向更加複雜的真核生命世界後,RNA開始熠熠生輝。第一個帶來諾貝爾獎的RNA,是如今被稱為核酶的一類特殊RNA,它擁有曾被認為蛋白質才具有的催化能力,這一發現對研究生命起源十分重要。我們從何處來向何處去,這樣的終極問題總是能引來關注的目光,即便這目標過於宏大,生老病死總是難以迴避。而RNA角色的新定位,和這兩大問題都密切相關。

巨大的頭部是人類立足世間的根基,其實也是哺乳類動物的重要特徵。如何發育出一個大腦袋來,其中當然涉及到一些關鍵基因的出現,不過科學家們也發現了一類特殊的RNA,它們和其他RNA相比很短,屬於微RNA,卻擁有控制相關蛋白質合成數量的功能。這一發現立刻讓此類RNA身價倍增,因為蛋白質數量的變化和太多疾病相關聯。如果我們能人為幹預這個過程,一些不可能治療的疾病,也就有可能獲得一種簡單的解決方案。  

這一切和大頭兒子以及環狀RNA又有何關係?科學家們發現,哺乳類動物大頭的發育基礎之一,依賴一種被稱為微RNA-7的分子,如果沒有它在關鍵時刻抑制某些基因的表達,哺乳類動物就無法得到它們賴以稱霸世界的智力。在實驗室中把正在發育的大腦皮層中的這類RNA幹掉,你就會得到一隻小頭老鼠。實驗結果告訴我們,在演化的歷程中,要想獲得一個大頭,並不是簡單地獲得一些新的基因就行了。還涉及到抑制某些基因的表達——一些重要的但關鍵時刻不應該發言的「老古董」基因。

不過,「老古董」能夠傳承下來,當然也有其存在的價值。即便對人類而言,頭也並非越大越好,這不僅僅是美學問題,更關涉生死。過大的頭容易引發致死性的難產,而作為「耗能大戶」,在食物供應匱乏時更是增加了餓死的風險,除非大腦的消耗小於它能夠找到的食物,否則擁有一個太大的頭是非常不合算的。

哺乳類動物的身體如何來控制這一過程,以獲得大小合適的頭顱?誰來控制這些微RNA的功能呢?是其他微RNA嗎?讓科學家們大吃一驚的是,生命系統使用了另外一類獨特的RNA——環狀RNA。一般來說,只有原核生物的DNA是環狀結構,而RNA無論在真核、原核中都是線狀結構。研究發現,它們像海綿吸水一樣,可以吸附細胞中出現的微RNA。

環狀RNA系統的發現,給我們提供了一個控制微RNA的工具。對RNA世界了解的逐步深入,不僅可以解決一些演化論上的重大難題,也必然會給大多數人的生活帶來影響。比如在疾病的治療和預防上,以及如今爭論不休的轉基因作物育種技術上。如果不需要轉入任何新的基因就能改良作物,阻力就會更小一些吧。

(作者為瀘州醫學院副教授、科普作家。「三思逍遙」關注生命科學領域的動態和熱門話題。)

相關焦點

  • 研究人員發現了調節神經發生的特定環狀RNA
    美國治療服務機構和生元國際了解到,在篩選神經元分化過程的功能影響時,丹麥研究人員發現了一種特殊的環狀RNA circZNF827,它令人驚訝地「踩下了神經發生的剎車」。這個結果提供了一個有趣的例子,circRNA和它的宿主編碼的蛋白產物共同進化,調節彼此的功能,直接影響神經發生的基本過程。正確的時間和神經元分化的精細控制對神經系統功能的發展至關重要。
  • 環狀RNA(circRNA)資料庫大匯總,快來看看有沒有你需要的!
    2018 年是環狀RNA大爆發的一年, 據統計, 2018 年國內外環狀 RNA 領域發表 SCI 文章高達 8167 篇, 比 2017 年增長了 10 多倍, 產量呈現指數性地暴漲。此外,更新後的資料庫包含了人類和小鼠之間環狀 rna 的保守性分析。
  • 簡筆畫~大頭兒子和小頭爸爸一家幸福照
    作者:寶寶知道 小臭馬寶我小時候最願意看的就是大頭兒子和小頭爸爸,每次放學回家都要打開電視看一會兒,才寫作業。現在又出來個新版的小頭爸爸的配音是董浩叔叔,圍裙媽媽的配音是鞠萍姐姐,大頭兒子的配音是大家都喜歡的金龜子。現在打開電視,我都要跟兒子看一會兒,大頭兒子和小頭爸爸,我兒子老是說我要看大頭兒子大頭兒子,哈哈!
  • "大頭兒子"姊妹片《棉花糖和雲朵媽媽》10.28開播
    原標題:"大頭兒子"姊妹片《棉花糖和雲朵媽媽》10.28開播 最終海報   國民親子動畫品牌「大頭兒子」的第二部大電影剛斬獲了9000萬票房,勢頭猶熱,中央電視臺央視動畫一鼓作氣,又推出了全新的「大頭兒子」的姊妹片《棉花糖和雲朵媽媽
  • 動漫蝦扯蛋:大頭兒子果然不是親生,隔壁老王也真的存在?
    網絡上一直流行著一個傳說,那就是在動畫《大頭兒子和小頭爸爸》當中,大頭兒子其實根本不是小頭爸爸親生,因為這父子倆的長相差距實在太大,從遺傳學的角度來講根本講不通。網上也一直流行著《大頭兒子和小頭爸爸》「當年被刪減一集」的組圖,在這組圖中我們可以看到小頭爸爸邀請隔壁老王到家裡來吃飯,而這位老王亮相之後一對比,他的長相明顯和大頭兒子更接近。
  • 動畫片裡的"神邏輯":大頭兒子只有4根手指(圖)
    動畫片裡的"神邏輯":大頭兒子只有4根手指(圖)   「動畫片《大頭兒子小頭爸爸》裡的大頭兒子居然只有4根手指!  近日,80後的童年記憶《大頭兒子小頭爸爸》遭到「較真」網友吐槽。同時,「暴走漫畫」也發現了不少迪斯尼動畫的「神邏輯」,讓網友直呼「不敢直視」。  動畫人物大多是4根手指其實是由卡通工藝決定的  「動畫片《大頭兒子小頭爸爸》裡的大頭兒子居然只有4根手指!我和我的小夥伴都驚呆了!」
  • 關於環狀RNA的科研設計
    摘要       動物體內的環狀RNA(circRNA)是謎一樣具有未知功能的RNA。為系統研究環狀RNA,我們對人,小鼠以及線蟲的RNA進行了序列測定和計算機分析。我們檢測到了成千種表達很好的穩定的環狀RNA,它們通常具有組織或發育階段的特異性表達。序列分析說明環狀RNA具有重要的調控作用。
  • circNet:人類環狀RNA資料庫
    >從SRA資料庫中收集了來自26個不同組織,共464個樣本的RNA_seq數據,利用find_circ軟體預測其中的環狀RNA,共預測到212950個環狀RNA,和circBase資料庫相比,其中有53687個是新的環狀RNA
  • 【分子克隆專題】環狀RNA
    ②外顯子-內含子環狀RNA(EIciRNA)是一種外顯子和內含子同時環化的RNA。內部重複序列可能在其生成過程中發揮重要作用,它們可能與EcircRNA類似(圖1)。③來源於內含子的環狀RNA(CiRNAs):由內含子環化形成(圖2)。
  • 非編碼RNA之環狀RNA最新研究進展
    大部分的環狀RNA是由外顯子序列構成,在不同的物種中具有保守性,同時存在組織及不同發育階段的表達特異性。大部分環狀RNA在細胞漿中富集,其豐度有時甚至比相應的線性mRNA高10餘倍,這可能是由於環狀RNA比線性RNA更穩定造成的。
  • Nature:震驚遺傳界的環狀RNA
    科學家們在裝滿古怪RNA的匣子中看到最新的玩意:天然生成的環狀RNA分子影響了基因表達。在最新一期(2月27日)《自然》(Nature)雜誌上,兩篇重要的研究論文揭示出一些環狀RNA充當分子「海綿」,結合併封閉了稱作microRNAs的微小基因調控子。此外,研究人員推測環狀RNAs還具有許多其他的功能。
  • 大頭的不一定是兒子,也有可能是烏龜,大頭烏龜
    朋友們下午好啊,仙女今天來聊一下大頭烏龜的內容,一起往下看吧。大頭烏龜的外形還有一個名字又叫大頭草龜,屬於地龜科目下的一個品種。這種烏龜只有中國才有,是特別的一個品種,被國家列為了保護動物。分布在江蘇等省份城市,主要生活在丘陵或者是坡地等靠近水源的地方。
  • 精子畸形率高,會生出「大頭兒子」嗎?
    有大頭精子、小頭精子、針形精子、短尾精子。。。。。。 精子畸形率高,還能生嗎?(大頭兒子?) 精子畸形率高,還能生嗎?
  • 環狀RNA/DNA研究新進展!
    研究人員結合基因組學和轉錄組學的方法分析了神經母細胞瘤(一種起源於兒童期的由交感神經系統原始細胞產生的腫瘤)中的染色體外環狀DNA的圖譜,鑑定並表徵了廣泛來源於體細胞的和未被報導的體外染色體環狀DNA。此外,還意外發現染色體外環狀DNA是體細胞基因組重排的主要來源,可以通過嵌合體循環和將環狀DNA重新整合進線性基因組,促進癌基因重塑。
  • 「Big-headed」可不是大頭兒子呀!那是啥意思呢?
    Big-headed「big-headed」可不是大頭兒子呀,那是啥意思呢?當我們說一個人big-headed,那就說明他非常非常的傲慢,自大,very very arrogant。想像一下,那句童謠「大頭大頭,下雨不愁,人家有傘,我有大頭!」,你們這些凡人居然還要拿雨傘避雨,我靠我的大頭就可,可不傲慢呢嗎?那我們來看幾個例子,感受一下它到底有多傲慢。
  • 環狀RNA常用資料庫使用介紹
    2、搜索結果選擇「HIPK3」基因對應的環狀RNA有多個,其中hsa_circ_0000284在多種細胞和組織中皆有表達,表達水平很高,可以列為重點研究的候選分子。3、獲取環狀RNA序列一般我們選擇「spliced」即可獲得環狀RNA分子的完整成熟序列了。
  • 文獻解讀|環狀RNA的性質和功能
    mRNA等線性RNA不同,其不具有5』帽子和3』polyA等結構,而是由兩個末端連接形成了一個共價閉合的環狀結構,所以定義為環狀RNA。環狀RNA的功能和機制尚不完全清楚,最新研究表明環狀RNA可以作為疾病潛在的分子標記物,在疾病的發生和發展中扮演重要角色。本文從以下幾個方面對環狀RNA進行了介紹1.
  • DEBKS | 專門的環狀RNA差異分析工具
    「出道即巔峰」的edgeR或DESeq被廣泛應用於高通量測序的差異表達分析,包括環狀RNA的差異表達分析。然而,做過環狀RNA差異表達分析的老師應該都清楚,反向剪切(back-splicing)的環狀RNA並不像mRNA或lncRNA那樣馴服。
  • 2月長非編碼RNA和環狀RNA研究推薦
    本月的長非編碼RNA和環狀RNA研究也很紅火,有很多重磅級成果,不僅解析了它們在疾病中的功能和機制,相關的方法學研究也取得了進展。以下是小編為大家整理的研究進展:一.環狀RNA研究推薦1.Oncogene: 環狀RNA編碼的蛋白可抑制惡性膠質瘤生長環狀RNA
  • 童年動畫的四大未解之謎,大頭兒子姓什麼?穿山甲到底說了什麼?
    再來看看第三個,《大頭兒子和小頭爸爸》這部動畫片曾經刷爆各大電視臺,而這部動畫片的主題曲更是記憶猶新,但是大家還記得,大頭兒子和小頭爸爸都叫什麼名字嗎?別說名字,就連姓都沒有,總不可能爸爸姓「小」,兒子姓「大」吧,這肯定是有違常理的,這也成為一個未解之謎!