根據(jù)發(fā)表在12月18日《科學》（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）生成的一個分子，對個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，來自Salk研究所的科學家們報告稱，不能生成一種叫做microRNAs的遺傳分子的動物會出現(xiàn)諸如肌萎縮側索硬化癥（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。

研究結果顛覆了以往對microRNAs在神經(jīng)系統(tǒng)中所起作用的認知，為找到新的途徑通過糾正功能異常的microRNAs來治療神經(jīng)退行性疾病打開了大門。

論文資深作者、霍華德休斯醫(yī)學研究所研究員Samuel Pfaff說：“這真的是打開了一個新世界，有可能采取另一種方法來認識這類的神經(jīng)退行性疾病。”

MicroRNA分子是一個相對較新的科學興趣點。當2003年科學家們繪制出人類全基因組圖譜時，疾病和基礎研究的焦點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年通過線蟲研究首次被發(fā)現(xiàn)，但一直以來都不太清楚它們對于人類的重要性。由于microRNAs微小且無法編碼蛋白質(zhì)，多年來被分子生物學家們所忽略。

一旦生成microRNAs，它們會結合存在的信使RNA（這些分子攜帶著遺傳編碼信息），阻止它們在細胞中生成更多的蛋白。這一效應就像輕微下調(diào)細胞中所發(fā)生事件的音量，而非打開一個新通道。

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

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

運動神經(jīng)元是將來自神經(jīng)系統(tǒng)的沖動發(fā)送至肌肉的神經(jīng)細胞。利用復雜的方法來標記、純化和測序在運動神經(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)細胞中特別的豐富。

Pfaff說：“對于我們來說，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大的基因編輯新技術CRISPR-Cas9，精確地剪掉小鼠基因組中負責生成miR-218的小部分DNA。研究小組還完成了幾個生物信息學測試，揭示出這一微小RNA直接控制了300多個基因。

Pfaff說：“以往研究的MicroRNAs主要與神經(jīng)細胞發(fā)育缺陷有關。這是大多數(shù)人期望發(fā)生在我們的microRNA上的事情。然而，在我們的實驗中神經(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信號開始出錯。隨后小鼠運動神經(jīng)元變得過度興奮（這種情況見于ALS和SMA）中，然后運動神經(jīng)元開始死亡。

盡管實驗結果與ALS一類神經(jīng)退行性疾病病程之間極為相似，作者們謹慎地表示這一實驗只是第一步。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致。

Amin說：“我們并未直接證實運動神經(jīng)元與這一microRNA之間的聯(lián)系。下一階段是要進一步地調(diào)查這一microRNA與運動疾病患者之間的直接聯(lián)系。”

Pfaff說，如果未來的研究證實功能異常的microRNAs在這些疾病中起作用，希望由于近期其他的生物醫(yī)學進展，或許能夠在細胞中修復microRNA功能。

但這篇論文研究結果的影響有可能會超越某些特定的運動神經(jīng)元疾病。

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