从RNA干扰现象到诺贝尔奖.docx

从 RNA 干扰现象到诺贝尔奖摘要：2006诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国人一一安德鲁•菲尔和克雷格•梅洛，他们 发现了控制基因信息流动的基本机制，因RNA干扰（RNAi）的发现而入选他们从科学发 现到获奖才8年时间，这在诺贝尔奖历史上实属罕见，这也是诺贝尔奖首次不发给一个拥 有答案的研究RNA干扰已先后在不同生物中被发现，它的机制为我们提出了更多需要解 答的问题，为基因技术研究提供了令人兴奋的可能性更重要的是科研人员也从中获得了更 多思维空间关键词：RNA干扰;诺贝尔奖;基因技术研究;思维空间From RNA Interference phenomenon to Nobel PrizeAbstract: A pair of Americans-Andrew Fire and Craig Mello won the Nobel Prize in medicine or physiology for 2006 for their discovery of the RNA interference.They found the basic mechanism about the control of the gene flow of information.It was only 8 years since their scientific discovery switched to the reward,which was amazing in the history of the Nobel Prize,the Nobel Prize was given to a research unresolved for the first time.RNA interference was obtained from different organisms one after another,the mechanism offered us lots of problems to answer and it was worth being exciting to do the gene technology study.What's more,our researcher could get more thinking space from it.Key words:RNA interference;Nobel Prize;gene technology study;thinking space0前言自1953年DNA双螺旋结构被提出，生物学家将研究的重点都放在DNA层面,并认为RNA 在生命过程中的作用仅仅是将遗传信息从DNA传递到蛋白，就象蜂群中的雄蜂般没有创意。

直到上世纪70年代，部分研究者开始认识到RNA会影响生物体的整个生命活动但限于 科技的发展，在随后的几十年里有关RNA工作的进度比较缓慢，不过各项投入在逐年递增 自2000年以来RNA的研究已经有六年被Scienee杂志列入世界十大科技进展，尤其是 RNAi领域，2006年还摘得诺贝尔奖的殊荣，这充分说明了 RNA的研究在当前生物学领 域的核心地位［1］RNA干扰是指用20多个核苷酸组成的短的双链RNA(siRNA)代替传统反义核酸进行转 录后基因沉默，已经迅速而广泛地应用到基因功能，基因表达调控机制研究等热门领域，并 为基因治疗开辟了新的途径⑵RNA干扰〃已成为时尚名词，甚至有人大声宣称：RNA干 扰时候已经到来但是对于RNA干扰是否真能给人类带来的诸多效应，更有待于作进一步 的探究［3］1 RNAi 的生物学研究背景1.1 RNAi 的发现RNAi现象早在1993年就有报道：将产生紫色素的基因转入开紫花的矮牵牛中，希望得 到紫色更深的花，可是事与愿违，非但没有加深紫色，反而成了白色当时认为这是矮牵 牛本来有的紫色素基因和转入的外来紫色素基因都失去了功能，称这种现象是“共抑制”1995年，康奈尔大学的Su Guo博士用反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现，反 义RNA(anti sense RNA)和正义RNA(sense RNA)都阻断了基因的表达，他们 对这个结果百思不得其解。

直到1998年，Andrew Fire的研究证明，在正义RNA阻 断了基因表达的试验中，真正起作用的是双链RNA这些双链RNA是体外转录正义RNA 时生成的于是提出了 RNAi这个词⑷RNA干扰机制的发现引导人们发现了一种全新 的基因科学家们逐渐发现，非编码基因的数量是非常大的，在高等生物体内，科学家们 认为非编码基因的数量可以和编码基因相比拟1.2 RNAi的作用机制⑸ 目前普遍认为，RNAi作用的分子机制，是通过双链RNA (dsRNA)的介导特异地降解靶 mRNA,抑制相应基因的表达现已初步阐明dsRNA介导的同源性靶mRNA降解过程主 要分为两步:第一步(起始阶段)是较长ds RNA在ATP参与下被RNaselll样的特异核酸酶切割加 工成21~23nt的由正义和反义链组成的小干扰RNA (small interfering RNA siRNA)第二步(效应阶段)是siRNA在ATP参与下被RNA解旋酶解旋成单链，并由其中反义链指导形成RNA诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RISC)1.3 RNAi 的应用前景[6]依据RNA干扰现象，科学家建立了 RNA干扰技术，即人为设计合成针对某特定基因序列 的dsRNA来关闭或抑制该基因的表达。

但RNA干扰已被证实是一种特异、高效、经济的 使基因表达受抑的技术手段它可有效地将靶基因的表达水平降到一个低的水平，甚至于完 全的清除美国麻省理工大学医学中心Phillip Zamo re预言“RNA干扰将在哺乳动物细胞 遗传学上引起革命性的变化 ”人们不再需要花6 个月的时间设法去关闭某个基因的表达， 利用这项技术，可以在一周之内就可关闭10 个基因1.3.1研究基因功能与使用基因敲除技术来检测基因功能相比，RNAi技术却能方便，快捷的达到这一目的，即 使是在一般条件的实验室也可开展这项工作利用RNAi技术，科学家已对几乎全部线虫基 因(大约19000个基因)功能进行分析检测o Wianny也报道用dsRNA来阻断小鼠早期胚 胎特异基因，包括卵母细胞的c-mos和早期胚胎E-cadherin及GFP转基因的表达1.3.2抗病毒作用我们可将病毒在复制中起关键作用的基因作为目标设计dsRNA来抑制病毒的复制自 1986年植物学家首次利用转入烟草花叶病毒(TMV)的核衣壳(CP)基因导入植株培育出抗 病毒植株后，已培育了一大批抗病毒植株1.3.3研究转基因沉默机制在植物的转基因试验中，经常发生基因沉默。

因此，对转基因沉默机制的探索可以为在 转基因研究中避免基因沉默提供对策1.3.4 基因治疗RNAi 作用的高度特异性有可能特异地抑制致病的等位基因的表达而达到治疗目的，但 又不影响正常等位基因Wilda等在白血病细胞K562试验中，用对M-BCR/ABL融合基 因特异的siRNA转染K562细胞，发现K562细胞中相应的mRNA被清除，并出现强烈 的细胞凋亡现象2 RNAi带来的辨证科学思维2.1 RNAi发现获诺贝尔奖的原因诺贝尔奖评审委员会自有诺贝尔奖之日起，一直坚持着一条不成文的“惯例”，那就是研究成 果要经过数十年实践验证才有资格入选，然后前面已经说过， RNAi 自发现到获奖只用了八 年时间，所以这种破例必然有它独特之处 [7]引用诺贝尔生理学或医学奖评审委员会主席戈 兰•汉松的话说： ''我们为一种基本机制的发现颁奖这种机制已被全世界的科学家证明是正 确的，是给它发个诺贝尔奖的时候了〃而诺贝尔奖评审委员会在评价Fire和Mello的研究 成果时说： '他们的发现能解释许多令人困惑、相互矛盾的实验观察结果，并揭示了控制遗 传信息流动的自然机制这开启了一个新的研究领域 ”[7]诺贝尔奖评审委员会发布的公报 指出，RNA干扰已被广泛用作研究基因功能的一种手段，并有望在未来帮助科学家开发出 治疗疾病的新疗法。

RNA干扰机制的发现使得科学家可以对侵入细胞的病毒RNA进行控 制诺贝尔奖评审委员会指出，RNA干扰机制将来有望应用于临床医学和农业等众多领域, 用来开发针对病毒感染、心血管疾病和癌症等的新疗法2.2 RNAi的发现展现出的科研人员应具备的品质通过查阅有关安德鲁•菲尔和克雷格•梅洛的个人资料，我们不难发现一个好的科研人员除了 必须具备基本的严谨,敏锐,缜密,细致等基本等思维模式和做事态度之外，还有很重要的就 是要有一个静态的心理状态，菲尔在卡内基学会工作的18年间都一直在研究RNAi作用机 制，同时指导博士生和博士后另外，浓厚的兴趣和强烈的好奇心也是科研人员所应该具备 的，在马萨诸塞州大学工作的梅洛与在卡内基学会工作的菲尔就因为好奇心和兴趣驱使他们 在一起开展了一系列合作研究最后，菲尔和梅洛敏锐的观察力和敢于创新的品质使得他们1998在《自然》杂志上共同发表了有关发现RNAi机制的论文，被同行称为''近一段时间 来分子生物学最激动人心的发现之一”2.3 RNAi 发现给其它领域的研究提供了新的思路RNAi是生物学科之间求异性思维的结果，单一学科很难实现这一点菲尔和梅洛针对Guo 的实验条件进行优化，极具针对性的从中筛选出相同和不同的条件，最终才有RNAi这一划 时代意义的发现。

[8]-[如9]今，环境、计算机、农业等等领域同生物密切相关，许多交叉学 科已经应运而生，诸如生物信息学，环境微生物等等， RNAi 的发现将促使各领域的工作者 充分运用本专业和交叉专业的知识，并结合哲学中同中求异和异中求同的方法，最终更好的 为人类造福3 RNAi留下的社会思考3・1理性对待RNAi的现有成果RNAi 技术将和纳米技术、生物技术、信息技术一样，成为21 世纪世界科技前沿与主导技术，人类将进入到RNA干扰的新时代美国康乃狄格大学的遗传学家瑞南说：“RNA是把 DNA的性能再扩大，它似乎什么都可做〃试想如果我们遵循科学技术发展最一般的规律的 话，RNA干扰时代真的会这么快来到吗？科学家对RNAi的了解到底有多深？ RNAi技术能 在人类身上安全实现吗？科学家们说， RNAi 技术尚停留在实验阶段，所以针对爱滋病，癌症等疾病的疫苗还不能够 研究出来，更不用提产业化，而科学技术产业化才会导致经济繁荣o RNAi真正进入寻常百 姓家还需一定时日，因此，我们必须有清醒的认识3.2 RNAi 引发的针对高新技术在国内发展的战略早在十几年前，就有人预言，21世纪是生物的世纪，新的时代带来了新的机遇。

RNAi在世界水平的研究正处于起步时期，而在中国的研究虽然也有开展，但是涉及的范围还是比较 少的，那么如何在如此激烈的高新技术竞争中抢占制高点呢？我们应该首先创造一个综合教育的平台近年国家加大了教育制度的改革，实行部分高校强 强合并，为培养全面发展的综合性人才提供良好的外部环境，但是还不成熟，应在发展的过 程中作出相应的完备其次，我们应该努力促进边缘学科的兴起正如前所说，将重心放在 学科和学科之间的整合方面，使多学科多流派持不同学术观点的研究人员的思想相互碰撞， 往往产生新的联想和独到的见解，产生创新性科学理论与方法再次，我们应该调整科研人 员自身的知识结构并要以求异性思维工作的核心最后，我们还应有科技前沿和创新两大意 识，医学工作者有无创新意识及此意识的强弱是直接影响到他能否作出知识创新和技术创新 的前提和基础如果不能及时的了解前沿的领域，不能与世界接轨，我们也很难有所建树综上所述，举RNAIi对肝病的治疗为例，中国肝病携带者及患。