真核细胞的反义RNA也可以控制其正义RNA表达

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研究人员最近发现一些以前被认为没有功能的RNA分子，实际上能够保护生殖细胞（sex cells）发生自我破坏。研究结果刊登于11月17日Cell杂志。

    此次发现的核心在于基因表达的基础过程。蛋白翻译初期，包含基因在内的双链DNA变性分开，第一条链转录信使RNA分子，作为翻译蛋白的模板，生物学家称此第一条DNA链为正义（sense）或编码转录本（coding transcript）。尽管另一条链不携带编码蛋白的成分，但是偶尔也能产生一个反义（anti-sense）RNA分子，反义RNA与信使RNA或正义RNA序列互补。目前已经鉴别出许多基因的反义RNA，但大多数被认为是遗传缺陷。

    Whitehead 实验室博士后研究员 Cintia Hongay和MIT教授Gerald Fink研究普通酿酒酵母（面包酵母，baker yeast），发现一种叫做IME4的基因的反义RNA能够阻止其正义RNA，换句话说，IME4自断其翻译蛋白的能力。

    “这是首次在高等细胞中发现的反义RNA的特异功能，”论文高级作者Fink说，“这代表了一个我们以前在真核细胞中从未见过的全新的基因调节过程。”

    这种正义/反义的疯狂举动，是一种调节阴和阳效果（yin and yang quality）平衡的方法。当酵母细胞所处环境中营养物质极大丰富时，细胞进行有丝分裂（mitosis）：DNA复制，每个子细胞都能得到与原始细胞相同数数量的染色体。然而，当酵母细胞饥饿时，IME4启动、激活减数分裂（meiosis）途径：细胞分裂出生殖细胞样孢子，孢子如同哺乳动物的卵子和精子，只有半数染色体。酵母孢子对抗恶劣环境的能力比原始细胞要高好多。

    但有些时候，硬性减数分裂也是相当残酷的。如果只有单一基因组的细胞（单倍体细胞，haploid cell）进行减数分裂，那么子细胞是不能存活的。很幸运，这种破坏性的减数分裂不会在单倍体中出现，因为单倍体细胞不断地产生IME4反义RNA，阻止正义RNA的产生，进而抑制细胞进行减数分裂。

    “这是在高等细胞中首次发现的反义RNA功能，而不是RNAi，”Hongay说，“实际上，这也是我们首次发现一种以这种方式进行自我调控的基因。”

    “若干年来，研究人员一直通过测量正义RNA评价基因组，认为反义RNA转录本没有任何利用价值，”  

    Fink说，“现在我们发现了一种反义RNA调节正义RNA的途径。这种途径也许在哺乳动物生殖细胞中也存在。实际上，考虑到这种反义转录物的广泛存在，我们不应该怀疑这些研究结果将领导我们发现一个基因调节的新水平。”

    Hongay目前正在寻找酵母基因组中其它受反义RNA调节的基因。