根據(jù)發(fā)表在12月18日《科學(xué)》（Science）雜志上的一篇新研究論文，人體一小段DNA（比典型的基因要小幾千倍）生成的一個(gè)分子，對(duì)個(gè)體是否能夠控制他們的肌肉具有決定性的影響。

在這篇文章中，來(lái)自Salk研究所的科學(xué)家們報(bào)告稱，不能生成一種叫做microRNAs的遺傳分子的動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)諸如肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）和脊髓性肌萎縮（SMA）等一些破壞性神經(jīng)退行性疾病的癥狀。

研究結(jié)果顛覆了以往對(duì)microRNAs在神經(jīng)系統(tǒng)中所起作用的認(rèn)知，為找到新的途徑通過(guò)糾正功能異常的microRNAs來(lái)治療神經(jīng)退行性疾病打開(kāi)了大門。

論文資深作者、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員Samuel Pfaff說(shuō)：“這真的是打開(kāi)了一個(gè)新世界，有可能采取另一種方法來(lái)認(rèn)識(shí)這類的神經(jīng)退行性疾病。”

MicroRNA分子是一個(gè)相對(duì)較新的科學(xué)興趣點(diǎn)。當(dāng)2003年科學(xué)家們繪制出人類全基因組圖譜時(shí)，疾病和基礎(chǔ)研究的焦點(diǎn)很大程度上還是蛋白質(zhì)編碼基因。

微小的“非編碼”RNAs：microRNAs是在1993年通過(guò)線蟲(chóng)研究首次被發(fā)現(xiàn)，但一直以來(lái)都不太清楚它們對(duì)于人類的重要性。由于microRNAs微小且無(wú)法編碼蛋白質(zhì)，多年來(lái)被分子生物學(xué)家們所忽略。

一旦生成microRNAs，它們會(huì)結(jié)合存在的信使RNA（這些分子攜帶著遺傳編碼信息），阻止它們?cè)诩?xì)胞中生成更多的蛋白。這一效應(yīng)就像輕微下調(diào)細(xì)胞中所發(fā)生事件的音量，而非打開(kāi)一個(gè)新通道。

Pfaff說(shuō)：“按照我們思考其他遺傳調(diào)控因子的方式，MicroRNAs并不是細(xì)胞中顯著的基因開(kāi)關(guān)。相反，microRNAs是微調(diào)控制基因活性——這是較難精確描繪出它們?cè)诩?xì)胞中所起作用的另一個(gè)原因。”

論文的第一作者、Pfaff實(shí)驗(yàn)室研究生Neal Amin說(shuō)：“出于許多原因，這些小RNA并未得到很多的關(guān)注，但我們看到的一些線索表明microRNAs應(yīng)得到更多的關(guān)注，盡管它們有可能不是最有效的基因調(diào)控因子。”應(yīng)該更詳細(xì)地思考microRNAs，是源于人們新近認(rèn)識(shí)到一些與microRNA生成相關(guān)的基因在ALS和SMA患者中頻繁突變。

運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元是將來(lái)自神經(jīng)系統(tǒng)的沖動(dòng)發(fā)送至肌肉的神經(jīng)細(xì)胞。利用復(fù)雜的方法來(lái)標(biāo)記、純化和測(cè)序在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中采集的RNAs，Amin發(fā)現(xiàn)尤其是一種叫做miR-218的microRNA在這些類型的神經(jīng)細(xì)胞中特別的豐富。

Pfaff說(shuō)：“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，這是一面大紅旗。”

在他們最新的研究論文中，Salk研究所的研究人員采用了一種強(qiáng)大的基因編輯新技術(shù)CRISPR-Cas9，精確地剪掉小鼠基因組中負(fù)責(zé)生成miR-218的小部分DNA。研究小組還完成了幾個(gè)生物信息學(xué)測(cè)試，揭示出這一微小RNA直接控制了300多個(gè)基因。

Pfaff說(shuō)：“以往研究的MicroRNAs主要與神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育缺陷有關(guān)。這是大多數(shù)人期望發(fā)生在我們的microRNA上的事情。然而，在我們的實(shí)驗(yàn)中神經(jīng)發(fā)生完全未受損傷。”

小鼠的神經(jīng)系統(tǒng)正常發(fā)育，只有在神經(jīng)與肌肉的特定接合點(diǎn)信號(hào)開(kāi)始出錯(cuò)。隨后小鼠運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元變得過(guò)度興奮（這種情況見(jiàn)于ALS和SMA）中，然后運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元開(kāi)始死亡。

盡管實(shí)驗(yàn)結(jié)果與ALS一類神經(jīng)退行性疾病病程之間極為相似，作者們謹(jǐn)慎地表示這一實(shí)驗(yàn)只是第一步。ALS是一種致命性的神經(jīng)退行性疾病，只有大約5%的病例有遺傳性，絕大多數(shù)疾病病例似乎是由遺傳和環(huán)境因素的綜合作用所導(dǎo)致。

Amin說(shuō)：“我們并未直接證實(shí)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元與這一microRNA之間的聯(lián)系。下一階段是要進(jìn)一步地調(diào)查這一microRNA與運(yùn)動(dòng)疾病患者之間的直接聯(lián)系。”

Pfaff說(shuō)，如果未來(lái)的研究證實(shí)功能異常的microRNAs在這些疾病中起作用，希望由于近期其他的生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，或許能夠在細(xì)胞中修復(fù)microRNA功能。

但這篇論文研究結(jié)果的影響有可能會(huì)超越某些特定的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病。

Pfaff說(shuō)：“它打破了有關(guān)microRNAs在神經(jīng)系統(tǒng)中所起作用的一些常規(guī)偏見(jiàn)，并為人們開(kāi)始將microRNAs當(dāng)做一類與許多類型的神經(jīng)退行性疾病顯著相關(guān)的分子來(lái)開(kāi)展研究打開(kāi)了大門。”