研究RNA 加速生命新體認

二○二四年诺贝尔生理或医学奖，颁给麻州大学医学院安布罗斯及哈佛医学院鲁夫昆博士，肯定两位学者于细胞中，发现小分子核糖核酸（micro RNA），并揭开其在转录后基因调控上所扮演的角色。先前科学家认为在动物细胞中，蛋白质才是调控基因活性的主角而非ＲＮＡ；安氏及鲁氏首先于动物细胞中，发现小分子ＲＮＡ能影响发育相关基因的功能。

一九八○年代，安氏加入麻省理工学院贺维兹（二○○二年诺贝尔生理或医学奖）教授的实验室，他对控制发育时间相关基因lin-4感到好奇，改变此基因能改变细胞的命运。先前布睿能（二○○二年诺贝尔生理或医学奖）博士已发现lin-4，但不知其功能。正常lin-4基因能使线虫成熟发育，抑制lin-4基因，则幼虫发育停顿，并缺乏成熟细胞拥有的特征与结构。

安氏发现另外一基因lin-14，其表现和lin-4相反，能使细胞提早期发育，拥有成熟细胞才出现的特征。鲁氏发现细胞内lin-14蛋白质量下降，和线虫发育有关。安氏则发现lin-4能抑制lin-14的活性，使线虫继续发育。鲁氏从lin-14基因的突变中，推论某些分子作用于lin-14 mRNA的3'未转录部位（3' UTR），因而抑制lin-14基因功能，阻断ｍＲＮＡ转译成为蛋白。线虫细胞的lin-4及lin-14基因提供一极佳的研究模式。

一般认为在动物细胞中，仅蛋白质可担任调控基因活性的功能。同一时期，安氏分离lin-4基因后，推测lin-4经由其蛋白质作用于lin-14上，但经研究团队尝试错误后发现：

第一、调控者可能是一含廿二个核苷酸的小分子ＲＮＡ，能使细胞发育正常。

第二、发现一个由六十一个核苷酸组成的ＲＮＡ，含有前述廿二个核苷酸的小分子ＲＮＡ，安氏推测此ＲＮＡ能折叠成双链ＲＮＡ，其结构如发夹。

第三、推敲出lin-4ＲＮＡ中廿二个核苷酸能和lin-14 mRNA上 3' UTR（非转录的部位）结合，影响lin-14 mRNA的转译。

尽管两位于一九九三年发现lin-4是一小分子ＲＮＡ，具有调控基因功能，并发表于《细胞》杂志，但大部分人对此并不以为然。二○○○年鲁氏发现另外一小分子ＲＮＡ（let-7），乃高度保留并存在于动物界中，震惊科学界。目前已知人类基因组中，含有一千多个不同的小分子ＲＮＡ，单一小分子ＲＮＡ可调控不同基因表达，相对之下，单一基因也可能被多个小分子ＲＮＡ所调控，预估能控制三分之一的基因所表达的蛋白质。

两位学者从不同角度逐一抽丝剥茧，打开研究小分子ＲＮＡ如何产生及调控目标基因的分子机制。目前已知此项调控和心脏衰竭、癌症、病毒感染、肌肉运作及白血球分化等有密切相关。研究人员也专注于研发能阻止小分子ＲＮＡ的新药。过去四十年来，科学家研究ＲＮＡ奥秘，发现ＲＮＡ为酵素、转录蛋白调控、干扰ＲＮＡ及小分子ＲＮＡ等，未来配合线虫、斑鱼等新工具，将加速科学界对生命的新体认。