來(lái)自麻省理工，霍德華休斯醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)表了題為“Roles for MicroRNAs in Conferring Robustness to Biological Processes”的綜述文章，探討了小分子RNA（miRNAs）如何應(yīng)對(duì)復(fù)雜波動(dòng)的外界環(huán)境，緩沖機(jī)體生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)功能。這篇宏觀統(tǒng)籌文章公布在Cell雜志上，并作為前言特寫(xiě)文章推薦，目前文章免費(fèi)閱讀。

領(lǐng)銜撰寫(xiě)這篇文章的是1993年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）教授、前美國(guó)總統(tǒng)科技顧問(wèn)Phillip A. Sharp教授，Sharp教授是分子生物學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域的著名科學(xué)家，于1977年發(fā)現(xiàn)了真核基因中的RNA剪接現(xiàn)象，并因此與Richard J. Roberts共同獲得1993年諾貝爾獎(jiǎng)。目前，Sharp教授致力于對(duì)癌癥的系統(tǒng)生物學(xué)研究，包括癌癥相關(guān)基因表達(dá)的分子生物學(xué)研究和RNA剪接機(jī)理的研究。

面對(duì)環(huán)境和遺傳的波動(dòng)變化，生物系統(tǒng)采用了各種不同的機(jī)制來(lái)維持其功能。目前有越來(lái)越的證據(jù)表明，miRNAs作為一種基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄后抑制因子，能通過(guò)加強(qiáng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程，以及減少異常轉(zhuǎn)錄，從而幫助增強(qiáng)生物進(jìn)程的強(qiáng)健性（Robustness）。并且這種分子也參與了一些網(wǎng)絡(luò)作用，這有助于防止轉(zhuǎn)錄拷貝數(shù)量的隨即波動(dòng)。

所謂強(qiáng)健性是指生物體面對(duì)遺傳和環(huán)境變異所表現(xiàn)出來(lái)的表型相對(duì)不變的能力，這些能力活性對(duì)于機(jī)體正常發(fā)育，生理功能，死亡，以及進(jìn)化具有重要的影響，因此Sharp教授與另外一位研究人員共同撰文，探討了這些miRNAs促進(jìn)動(dòng)物系統(tǒng)正常功能方面的一些例子和規(guī)則。

MicroRNAs (miRNAs)最早是在上世紀(jì)90年代初，Lee和Wightman等通過(guò)在線蟲(chóng)中分析發(fā)育時(shí)間突變體首次發(fā)現(xiàn)。但直到2001年后，才出現(xiàn)了集中研究這些調(diào)控性RNAs的專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域，隨后科學(xué)家們?cè)诰€蟲(chóng)、果蠅和哺乳動(dòng)物中鑒別出大量?jī)?nèi)源表達(dá)的小RNAs。在此后的10年里，miRNA生物學(xué)研究獲得了令人矚目的關(guān)注，取得了飛速的發(fā)展。

miRNAs最先被發(fā)現(xiàn)的功能之一是其在發(fā)育轉(zhuǎn)化中的幫助作用。來(lái)自全球的科學(xué)家們通過(guò)果蠅，魚(yú)類(lèi)，小鼠中的基因表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)miRNAs及其靶標(biāo)常常會(huì)出現(xiàn)組織互斥RNA表達(dá)，尤其是來(lái)自同一祖先的相鄰組織。這說(shuō)明miRNAs能通過(guò)抑制遺漏轉(zhuǎn)錄（leaky transcripts），加強(qiáng)轉(zhuǎn)錄的基因表達(dá)程序。

有趣的是這種模式不僅適用于轉(zhuǎn)錄，也適用于選擇性剪接，比如說(shuō)果蠅能在腸道，大腦和表皮上表達(dá)原肌球蛋白-1（tropomyosin-1）的一種細(xì)胞質(zhì)亞型，但是肌肉中卻不會(huì)出現(xiàn)，并且這種亞型會(huì)被肌肉特異性的miRNA：miR-1靶定。相比之下，三種肌肉表達(dá)的亞型卻缺乏miR-1結(jié)合位點(diǎn)，而且這種特性保守性強(qiáng)，在整個(gè)脊椎動(dòng)物中都有。因此這種能產(chǎn)生細(xì)胞質(zhì)腸道/大腦/表皮亞型，卻在肌肉細(xì)胞中缺失的錯(cuò)剪接事件，也許能通過(guò)miRNA介導(dǎo)的抑制作用糾正。

2009年，麻省理工的研究人員對(duì)斑馬魚(yú)胚胎進(jìn)行了細(xì)胞類(lèi)型敏感基因表達(dá)譜分析，發(fā)現(xiàn)這并不是一種鮮明的互斥模式，而是一種非關(guān)聯(lián)miRNAs和其靶標(biāo)重疊表達(dá)傾向，這說(shuō)明miRNAs并不只是通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控加強(qiáng)了模式，而是具有更多主要的作用。事實(shí)上，在斑馬魚(yú)中，強(qiáng)轉(zhuǎn)錄，廣泛表達(dá)的肌動(dòng)蛋白轉(zhuǎn)錄能通過(guò)肌肉特異性miRNAs進(jìn)行空間調(diào)控。

作為緩沖劑，miRNAs能調(diào)控同一信號(hào)通路的激活因子和抑制因子，比如在斑馬魚(yú)中，miR-430既調(diào)控Nodal信號(hào)途徑中Nodal的同源基因Squint，也調(diào)控Squint的抑制因子Lefty。當(dāng)miR-430表達(dá)水平下降時(shí)，Nodal信號(hào)的增強(qiáng)會(huì)因?yàn)樗囊种埔蜃颖磉_(dá)升高而受到制約。而當(dāng)miR-430基因缺失時(shí)，斑馬魚(yú)胚胎對(duì)Nodal配體的很小的波動(dòng)也會(huì)非常敏感。因此，有些miRNA象miR-430一樣同時(shí)調(diào)控激活和抑制因子來(lái)降低它們的絕對(duì)濃度，調(diào)控它們的相對(duì)水平來(lái)維持最優(yōu)的信號(hào)效果，同時(shí)避免了意想不到的有害的信號(hào)波動(dòng)。