研究人員發(fā)現(xiàn)RNA具有出人意料的新功能，能保護(hù)基因組的完整性和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)的這種新類型RNA，被命名為DDRNA。該研究發(fā)表在5月23日的Nature雜志上，由米蘭IFOM端粒和衰老研究組的領(lǐng)導(dǎo)者Fabrizio dAdda di Fagagna與帕維亞CNR的科學(xué)家共同完成。

在內(nèi)外部因素造成DNA損傷時，細(xì)胞需要激活一種分子臂來保護(hù)基因組，而DDRNA在該過程中扮演著重要角色。這種細(xì)胞DNA損傷應(yīng)答在細(xì)胞衰老、腫瘤抑制和癌癥治療方面都具有重要意義。該發(fā)現(xiàn)能增進(jìn)人們對DDR機(jī)制的了解，并具有廣泛的醫(yī)療前景。

幾十年來，科學(xué)家一直認(rèn)為RNA的作用是從屬于DNA的，是遺傳信息表達(dá)為蛋白的功能性過程。除了個別例外（如tRNA和rRNA參與蛋白合成），RNA被認(rèn)為只是從基因組所在的核將遺傳信息攜帶到生產(chǎn)蛋白質(zhì)的細(xì)胞質(zhì)中。

近年來，隨著參與多種細(xì)胞事件的新RNA被發(fā)現(xiàn)，這種過分簡單的觀點遇到了越來越復(fù)雜的現(xiàn)實。特別是目前新發(fā)現(xiàn)的DDRNA，這是一類基因組受損時產(chǎn)生的非編碼蛋白。它們源自DNA受損序列，能夠激發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生分子臂，查知受損地點并進(jìn)行修復(fù)。所以說，基因組的完整性依賴DDRNA的守護(hù)。

DDRNA（DNA損傷應(yīng)答RNA），是依據(jù)其引發(fā)細(xì)胞DNA損傷應(yīng)答的能力而命名，與以前所發(fā)現(xiàn)的RNA大不相同?！澳壳八鶊蟮赖乃?/SPAN>RNA” dAdda di Fagagna說，“盡管在結(jié)構(gòu)、序列和活性機(jī)制上各不相同，但有其本質(zhì)是一致的：都是在多水平上對基因組功能和表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)。DDRNA的獨特之處在于它們保護(hù)著基因組的完整性，這項新功能豐富了已知的RNA功能的多樣性?！?/SPAN>

這項研究由此成為分子生物學(xué)該領(lǐng)域發(fā)展的重要里程碑。

新測序技術(shù)是一場分子生物學(xué)的革命，讓科學(xué)家得以了解多種植物和動物的基因組，而后又提供了細(xì)胞中全部RNA即轉(zhuǎn)錄組的信息。DDRNA的發(fā)現(xiàn)也歸功于先進(jìn)的基因組技術(shù)，通過RNA深度測序使IFOM科學(xué)家與日本橫濱RIKEN Omics 科學(xué)中心的Piero Carninci團(tuán)隊得以鑒定少量的RNA。

米蘭和橫濱的研究人員，給其培養(yǎng)的細(xì)胞創(chuàng)造了會引起DNA損傷的條件，然后對受損細(xì)胞的所有RNA進(jìn)行測序。結(jié)果分析表明，在該環(huán)境下，受損DNA序列轉(zhuǎn)錄生成短RNA分子。該研究對于非編碼RNA功能研究非常重要，這些RNA過去被認(rèn)為是“基因組垃圾”，因為在許多情況下它們的功能并不明確。該研究顯示，短RNA轉(zhuǎn)錄能在維持基因組完整性中扮演重要角色。IFOM進(jìn)行的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞需要依靠這些短RNA來觸發(fā)修復(fù)受損基因組所必需的分子臂。

DDRNA：腫瘤發(fā)展的屏障

DNA損傷應(yīng)答又稱DDR是細(xì)胞維持基因組完整性的方式：當(dāng)發(fā)現(xiàn)DNA斷裂時，受損細(xì)胞的生長和增殖暫時停止，避免基因組重排和突變。而基因組重排和突變可能導(dǎo)致癌癥，不可修復(fù)的DNA損傷積累也會造成細(xì)胞衰老。.因此DDR對不受控制的細(xì)胞生長（腫瘤典型特性）形成了有效的屏障。

研究者是在癌細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)這種DDRNA的。“分析這些細(xì)胞” 文章的第一作者Sofia France說，“我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)阻斷一類特殊非編碼RNA生成時，細(xì)胞核內(nèi)檢測DNA損傷的分子臂消失了，不能激活DDR機(jī)制；導(dǎo)致腫瘤重新開始增殖?！?/SPAN>

在研究上述現(xiàn)象的過程中，IFOM的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了RNA的新功能，即介導(dǎo)細(xì)胞對DNA損害的應(yīng)答并且抑制腫瘤生長。不止于此，DNA損傷的積累和DDR的持續(xù)激活同樣與細(xì)胞衰老和器官老化有關(guān)，DDRNA也可能在這些過程中起著關(guān)鍵作用。

在很多方面，細(xì)胞衰老和惡性轉(zhuǎn)化都是一個硬幣的兩面。dAdda di Fagagna及其團(tuán)隊研究了多年這兩種緊密相關(guān)的現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)二者的聯(lián)系在于基因組完整性受損。“而新RNA的發(fā)現(xiàn)，將細(xì)胞衰老、惡性轉(zhuǎn)化機(jī)制、腫瘤發(fā)展與與DNA受損聯(lián)系起來” dAdda di Fagagna說?！拔覀儸F(xiàn)在可以有針對性的進(jìn)行研究，DDRNA的合成機(jī)制在癌癥中是否有變化，而這些改變對腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有什么影響?！?/SPAN>