來自德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員在人類心臟細(xì)胞中鑒別出了從前未知的一種小蛋白，證實(shí)它在心肌收縮中起至關(guān)重要的作用。這一蛋白是由以往認(rèn)定為非編碼RNA的一種RNA分子所生成，表明可能還存在許多其他的發(fā)揮重要生物學(xué)功能的 “非編碼”片段。

發(fā)表在1月15日《科學(xué)》（Science）雜志上的研究結(jié)果，為開發(fā)出一些治療方法來增強(qiáng)心力衰竭患者的心肌收縮力提供了一個(gè)潛在新靶點(diǎn)。

新論文的資深作者是德克薩斯大學(xué)Hamon再生科學(xué)與醫(yī)學(xué)中心主任、分子生物學(xué)教授Eric Olson博士。2015年6月Olson和同事們?cè)氏冉沂痉蔷幋aRNA能夠編碼蛋白質(zhì)。他們?cè)诜治鍪崂砑∪馓禺愋缘?/span>長鏈非編碼RNA（lncRNAs）以了解它們的功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種在骨骼肌中特異性表達(dá)的lncRNA：myoregulin。盡管這一RNA以往被歸類為是非編碼RNA，它的序列中包含的一小段卻看上去好像一個(gè)編碼區(qū)域。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在Cell雜志上。

上周，Olson課題組在《科學(xué)》（Science）雜志上稱，利用了對(duì)肌肉具有高親和力的AAV9，將CRISPR-Cas9編輯元件傳送了杜氏肌營養(yǎng)不良癥小鼠模型中。從而顯著改善了這些小鼠的肌肉功能。

在這篇新Cell文章中，研究人員將新發(fā)現(xiàn)的這一蛋白命名為DWORF（dwarf open reading frame），其只包含34個(gè)氨基酸，這使得它成為了已知在小鼠基因組中編碼的第三個(gè)最小的蛋白質(zhì)。相比之下，一個(gè)中等大小的蛋白質(zhì)要比它大10倍，包含大約350個(gè)氨基酸。DWORF也編碼于人類基因組中。

這一DWORF蛋白刺激了控制肌肉收縮的鈣離子泵。隨著DWORF的增加，心臟以更大的力量泵血。Olson博士說：“心臟中有一個(gè)控制泵血的剎車，DWORF切斷了這一剎車，使得心肌更猛力地泵血。”

研究人員還在慢抽搐骨骼肌纖維（這種肌纖維使得個(gè)體能夠跑完馬拉松）中發(fā)現(xiàn)了DWORF。DWORF是在過去科學(xué)家們認(rèn)為是非編碼RNA（有時(shí)通俗地叫做“垃圾”RNA）的一類RNA轉(zhuǎn)錄物中被發(fā)現(xiàn)的（延伸閱讀：第三軍醫(yī)大發(fā)現(xiàn)垃圾RNA能抑制血管動(dòng)脈粥樣硬化 ）。然而新出現(xiàn)的證據(jù)，如發(fā)現(xiàn)DWORF，表明許多具有生物活性的小蛋白都隱藏在基因組中的這些被認(rèn)為是非編碼的區(qū)域中，由于它們的小尺寸，一直被科學(xué)家們所忽視。

論文的共同主要作者、Olson博士實(shí)驗(yàn)室博士后Catherine Makarewich說：“盡管很小且自身非酶， DWORF一類的肽能夠調(diào)控大得多的分子復(fù)合物的功能，就像小舵決定了大船的方向一樣。”

研究的共同主要作者、德克薩斯大學(xué)西南一些中心科學(xué)家訓(xùn)練項(xiàng)目學(xué)生Benjamin Nelson說：“闡明DWORF一類小蛋白的完整目錄可提供有關(guān)細(xì)胞分子機(jī)器調(diào)控機(jī)制的一些重要新見解。”

論文作者、分子生物學(xué)教授Rhonda Bassel-Duby博士說：“我們沉浸在這一RNA‘垃圾堆’中，找出了一個(gè)隱藏的寶藏。”