生物制药

人类基因组完成测序后，生物学家都很惊讶地发现，在基因组中只有不到3%的序列是蛋白编码基因。科学家非常好奇其余的那些DNA的作用到底是什么。

后来的研究发现，原来它们当中大多数编码了被称为长非编码RNA（lncRNA）。近年来，科学家们已经发现非编码RNA常常在帮助调节细胞中基因的开启与关闭中发挥着作用。但是，目前为止，关于数千种已经被发现的lncRNA的特定作用是什么仍然所知不多。

在最近的一项研究中，美国麻省理工学院的生物学家发现了一种lncRNA的关键作用，他们将之称为“Braveheart（勇敢的心）”。研究发现这种lncRNA可以在小鼠胚胎干细胞分化期间刺激干细胞转变为心脏细胞。研究人员推测lncRNA在人体中可能也具有同样的功能。如果确实如此的话，那么对lncRNA开展进一步的研究可能带来开发再生药物的新方法，为那些心脏由于心血管疾病或衰老而受损的患者带来福音。



长非编码RNA Bvht在心脏发育调控中发挥重要作用

MIT生物学系的博士后Carla Klattenhoff说：“这项研究为我们如何利用lncRNA诱导特定细胞类型打开了一扇门，这是一个全新的方向。”这项研究在线发表在24号的Cell杂志上。

研究者将目标对准Braveheart lncRNA是因为他们发现这种lncRNA在胚胎干细胞和分化中的心脏细胞细胞中非常丰富。在最新的研究中，他们发现当Braveheart lncRNA未达到正常水平时，小鼠胚胎干细胞无法发育为组成心血管系统的三种主要的心脏细胞——心肌细胞、平滑肌细胞以及内皮细胞。

他们还发现，Braveheart控制着脊椎动物心脏细胞分化的调节基因——MesP1。MesP1负责启动心脏发育所需的数百个基因，但是如果没有Braveheart，这一过程就无法开始。

研究人员发现，通过与一种叫做PRC2的蛋白质复合物发生互作，Braveheart控制了MesP1开启的一连串过程。PRC2复合物通常位于DNA的开始端，抑制MesP1以及其他心脏细胞发育所需的基因。当Braveheart与它发生反应时，MesP1网络则被激活，心脏发育开始。

未参与该研究的基因调节与表达研究专家Ramin Shiekhattar教授称赞该研究从根本上对非编码RNA的生物学作用进行了研究。他表示后续的研究可以更加深入地研究lncRNA发挥作用的机制，并研究当lncRNA被敲除后会导致何种后果。

根据MIT的研究，lncRNA可能也与某些器官——如心脏的物种特异复杂性有关。这可以用来解释为什么人类的心脏要比苍蝇的心脏复杂，即便这两种生物具有许多相同的心脏蛋白编码基因。

研究人员目前正在研究小鼠心脏发育中涉及的其他lncRNA，同时也在寻找与人类心脏细胞分化有关的lcnRNA。到目前为止，他们还未在人类中发现Braveheart的直接类似长非编码RNA。研究人员表示这也并不奇怪，因为lncRNA的进化比蛋白编码基因快的多。尽管如此，他们还是认为可以找到许多在人类心脏发育中起重要作用的新的lncRNA，并找到与心血管疾病有关的lncRNA突变。