一種單細胞纖毛蟲(chóng)物種以一種看似不可能的方式使用細胞轉錄復合體。在一項新的研究中，來(lái)自瑞士伯爾尼大學(xué)的研究人員首次詳細地描述了“垃圾DNA”在遭受降解之前轉錄的機制。這種機制是非常巧妙的。

　　它聽(tīng)起來(lái)像是一場(chǎng)設計競賽中的獲獎設計方案：當小片段信息太短而不適合放入讀取設備中時(shí)，如何讀取這些小片段信息呢？將它們縫接在一起形成一條更長(cháng)的鏈，然后將這條鏈閉合，從而產(chǎn)生一種便于使用的環(huán)。這種環(huán)甚至能夠被這種讀取設備重復地讀取。這就是一種被稱(chēng)作第四雙小核草履蟲(chóng)（Parameciumtetraurelia）的單細胞纖毛蟲(chóng)物種如何將小切離DNA片段（excisedDNAsegment）轉錄為具有調節功能的小RNA。

　　當來(lái)自伯爾尼大學(xué)細胞生物學(xué)研究所的MariuszNowacki發(fā)現小RNA在清除來(lái)自草履蟲(chóng)DNA的片段中發(fā)揮著(zhù)調節的功能時(shí)，他和他的團隊研究起了其中的分子機制：這些小RNA是怎么產(chǎn)生的？它們的確切功能是什么？他們很快發(fā)現在對DNA片段的清除中似乎存在一種反饋循環(huán)。這些DNA片段之前被認為是沒(méi)有用處的。它們是從草履蟲(chóng)基因組中切離出來(lái)的，隨后被降解掉。然而，在降解之前，它們起著(zhù)小RNA模板的作用，它們所產(chǎn)生的小RNA接著(zhù)有助切割出更多的這些DNA片段。一旦啟動(dòng)，這種金字塔式系統即通過(guò)產(chǎn)生小RNA自我強化。

　　讓不能夠轉錄的DNA片段發(fā)生轉錄

　　盡管這種系統看似如此美麗和迷人，但是這些研究人員也遇到一個(gè)嚴重的問(wèn)題：通常，細胞轉錄復合體需要更長(cháng)的DNA片段才能運作，因此這些小切離DNA片段（長(cháng)度甚至不到30個(gè)堿基對）如何能夠起著(zhù)模板的作用？如果針對這一點(diǎn)沒(méi)有一種很好的解釋?zhuān)敲催@整個(gè)理論看起來(lái)是非常難以置信的。Nowacki回憶道，“這是一種有趣的偵探工作。”他們作出一種猜測：所有他們需要做的事情是證明這種猜測。“我們事實(shí)上并不是尋找未知的世界，這是因為我們很快有一種新的想法，隨后就是測試這種想法。”他們的猜測經(jīng)證實(shí)是正確的：草履蟲(chóng)找出一種方法將小切離DNA片段隨機地串聯(lián)在一起形成一條鏈，一旦這條鏈達到合適的長(cháng)度（大約200個(gè)堿基對），就將它的末端連接在一起形成這些小切離DNA片段的環(huán)形串聯(lián)體。這些環(huán)形串聯(lián)體經(jīng)轉錄后產(chǎn)生雙鏈RNA。所產(chǎn)生的雙聯(lián)RNA在Dicer樣蛋白的切割下產(chǎn)生一群具有調節功能的小RNA，而且這些小RNA與小切離DNA片段在序列上準確地匹配。

　　垃圾DNA或者不是垃圾DNA？

　　這一發(fā)現具有重要的分子生物學(xué)意義。人們的常規看法是被認為是非編碼性“垃圾”的DNA對這種有機體沒(méi)有用處，在從有機體的基因組中切除后會(huì )很快地遭受降解。但是，事實(shí)上，它們是一類(lèi)具有生物學(xué)重要性的小RNA的功能性模板。它們確實(shí)是分子生物學(xué)上的重大的新興領(lǐng)域之一：垃圾DNA是否真的是無(wú)價(jià)值的，這是因為越來(lái)越明顯的是：它們確實(shí)具有調節功能。Nowacki認為在這項研究中，他的團隊是首次能夠闡明這種切離的“垃圾DNA”的精確轉錄機制，這就進(jìn)一步證實(shí)它們應當改名了。

　　RNA與疾病---RNA生物學(xué)功能在疾病機制中的作用

　　Nowacki團隊研究了一類(lèi)長(cháng)期被忽視的分子：RNA。它們在很多重要的過(guò)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，而且比初始認為的更加復雜。比如，在一個(gè)特定的細胞中，RNA決定了一個(gè)給定的基因在何種條件下激活或滅活。如果這種基因調節過(guò)程的任何一個(gè)部分發(fā)生故障或者不能夠平穩運行的話(huà)，那么它能夠導致心臟病、癌癥、腦部疾病和代謝疾病。