由來自賓夕法尼亞州立大學(xué)的化學(xué)家和植物生物學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組開發(fā)出了一種分子技術(shù)，將有助于科學(xué)團(tuán)體以從前不可能達(dá)到的規(guī)模，來分析在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用的分子。

科學(xué)家們開發(fā)出了一種方法，能夠更精確預(yù)測在活細(xì)胞內(nèi)核糖核酸分子（RNAs）的折疊情況，由此闡明植物以及其他的活體生物對(duì)環(huán)境條件做出反應(yīng)的機(jī)制。這一研究小組由生物學(xué)教授Sarah M. Assmann和化學(xué)教授Philip Bevilacqua共同領(lǐng)導(dǎo)，相關(guān)論文在線發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。

Assmann 說：“科學(xué)家們?cè)芯窟^少數(shù)的個(gè)別RNA分子，而現(xiàn)在我們獲得了細(xì)胞中幾乎所有的、超過1萬種不同RNA分子的數(shù)據(jù)。這是我們首次在全基因組基礎(chǔ)上確定植物中的RNA分子的結(jié)構(gòu)，其適用于所有生物。”

溫度和干旱等環(huán)境壓力因素會(huì)影響RNA分子的結(jié)構(gòu)，由此影響基因的表達(dá)方式。Bevilacqua說：“人們預(yù)計(jì)，氣候變化會(huì)導(dǎo)致越來越極端和不可預(yù)知的熱浪及干旱，從而影響我們的糧食作物，其部分程度上是通過影響糧食作物的RNA分子，由此影響其蛋白質(zhì)翻譯而達(dá)到這一效應(yīng)的。對(duì)環(huán)境因素影響RNA結(jié)構(gòu)，并由此影響基因表達(dá)的機(jī)制我們了解得越多，就越有可能利用一些生物技術(shù)方法培育或開發(fā)出更加耐受這些壓力的作物。這些作物能夠在更為邊緣的條件下更好地生長，有助于養(yǎng)活全球不斷增長的人口?！?/SPAN>

在這項(xiàng)新研究中，賓夕法尼亞州立大學(xué)研究小組確定了擬南芥植物中各種RNA分子的結(jié)構(gòu)。

擬南芥俗稱鼠耳芥，研究人員說由于它是首個(gè)進(jìn)行全基因組測序的植物物種，且具有最大數(shù)量的可用遺傳工具，因此是RNA研究的理想模型。

RNA是所有生物體中DNA與蛋白質(zhì)之間的中間分子，是基因表達(dá)信號(hào)通路中的重要元件，基因的表達(dá)控制了生物體的功能。不同于雙鏈DNA分子，通過扭曲及環(huán)繞蛋白在細(xì)胞內(nèi)壓縮。RNA是單鏈分子，自身進(jìn)行折疊。研究人員著手解答了這一問題：RNA在細(xì)胞中究竟是怎樣折疊的以及這樣的折疊調(diào)控基因功能的機(jī)制。

Bevilacqua說：“我們需要一個(gè)工具來解答這一問題。這一工具可以將一種化合物導(dǎo)入植物中，改變某些RNA片段但不影響其他部分，隨后給出RNA結(jié)構(gòu)的讀值。利用這一技術(shù)我們可以闡明哪些類型的基因與某些RNA結(jié)構(gòu)性狀相關(guān)。我們可以嘗試了解這些基因結(jié)構(gòu)改變與某些生物學(xué)功能的相關(guān)性?！?/SPAN>

Assmann說：“以往，研究人員會(huì)在細(xì)胞中逐個(gè)地探詢個(gè)別RNAs的結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)繁瑣的過程。你不能僅通過了解一個(gè)或幾個(gè)RNAs的結(jié)構(gòu)就概括出規(guī)律，或是概述RNAs的行為——你無法得到一種模式?，F(xiàn)在我們獲得了一種特殊生物體的全基因組信息，我們可以開始概括出RNA結(jié)構(gòu)影響基因表達(dá)，及最終影響植物功能的模式。其他的科學(xué)家們可以探究目的生物體，看可以概括出什么規(guī)律。是否存在一些適用于所有生物的、有關(guān)RNA結(jié)構(gòu)影響基因表達(dá)機(jī)制的規(guī)律？”

Bevilacqua補(bǔ)充說：“由于RNA在基因調(diào)控中發(fā)揮著如此重要的作用，我們開發(fā)的工具可以供致力于研究所有生物系統(tǒng)的科學(xué)家們使用?！?/SPAN>

這種方法對(duì)于人類健康——例如了解感染引起的發(fā)燒有可能如何影響了人類和病原體的RNA結(jié)構(gòu)，具有長期的潛在影響。