基因與基因體學 科學報導

4月主題介紹 – RNA biology

對於學習生物領域的人們而言,分子生物學的中心法則 (Central dogma) 想必是大家都耳熟能詳的概念,其中被視為生物藍圖和作用者的 DNA 與蛋白質,在過去最受到科學家們的關注,也有了許多重大的研究突破與相關的臨床應用產出。而在過去僅被視為配角的 RNA,直到近期有了更多的研究發現,才讓科學家們發現 RNA 在許多生理作用中的重要性。

除了原先所認為是協助 DNA 訊息傳遞的 messenger RNA (mRNA) 之外,RNA 的許多種類面向更是令人驚嘆於此一物質的多元面貌:諸如攜帶胺基酸進入核醣體的 transfer RNA (tRNA),或是作為核糖核酸酵素 (ribozyme) 一員,參與於核醣體轉譯生成蛋白質作用中的 ribosomal RNA (rRNA),而同時也就不得不提到近年因著 microbiome 分析而火紅起來的 16S rRNA(其為組成原核生物核醣體30S亞基的組成部分)對 tRNA 及 mRNA 的結合以及轉譯有相當程度的影響除此之外,從 DNA 到產生 mRNA 的過程中也蘊藏諸多奧秘,像是關於 RNA 剪接 (RNA splicing) 這個將 pre-mRNA 經由去除 intron 留下 exon 等作用後變為成熟 mRNA 的過程,也是一個極為複雜而重要的生理機制;我們之所以能從有限的 exon 基因序列中產出如此多樣化的蛋白質產物,也是導因於此。更別說是在這些與產出蛋白質相關的機制之外的調控作用,像是去年 9 月我們曾與讀者們一同探討的 RNA 表觀遺傳學調控 [1],以及在體內扮演各種重要角色的其他 RNA 家族成員,如:Long Non-Coding RNAs (lncRNA)、circular RNA 和許多種的 small RNAs 等等,作為 DNA 和蛋白質之外的一大角色,RNA 所具備的多樣性和重要性可說是絲毫不亞於前兩者。

另外,在近年的諾貝爾獎所表揚的研究領域,也有幾個與 RNA 相關的重要研究。2006 年的諾貝爾化學獎頒給了 Roger D. Kornberg 教授,表彰其在真核生物轉錄的分子機制上的研究,讓我們終於能了解真核生物中 DNA 轉錄為 RNA 的過程 [2]。而同樣在 2006 年的諾貝爾生理醫學獎則頒給了 Andrew Z. Fire 和 Craig C. Mello 教授,兩位得主發現了被稱為 RNA干擾 (RNA interference, RNAi) 這種雙股 RNA 造成的基因沉默 (gene silence) 作用 [3, 4];小片段 RNA 如 miRNA (microRNA) 或 siRNA (Small interfering RNA) 等,可與其他蛋白形成複合體 (RNA-induced silencing complex, RISC) 降解或干擾 mRNA,來達到抑制、降低轉譯的作用。在 2018 年,第一款 RNAi 的藥物 Onpattro (patisiran) 也終於獲得美國 FDA 的核准,期望被用於治療遺傳性轉甲狀腺素介導的類澱粉變性(hereditary transthyretin-mediated amyloidosis, hATTR)所引起的多發性神經病變(polyneuropathy)[5, 6]。可見 RNA 相關的研究無論在基礎生物機制上或是臨床應用都有很大的潛力。

在 4 月份的主題 RNA biology 中,我們將一同探討近年來幾篇與 RNA 相關的重要研究,從廣泛的主題中深入探討 RNA 的不同面向,有興趣的讀者們歡迎持續關注本月份的主題!

圖片來源:https://pixabay.com/illustrations/human-skeleton-human-body-anatomy-163715/

  1. 主題回顧 — 表觀遺傳學 https://investigator.tw/7560/
  2. The Nobel Prize in Chemistry. (2006). Press release. Retrieved from https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2006/summary/
  3. The Nobel Prize in Physiology or Medicine. (2006). Advanced information – RNA interference. Retrieved from https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2006/advanced-information/
  4. The Nobel Prize in Physiology or Medicine. (2006). Press release. Retrieved from https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2006/press-release/
  5. 全球第一! RNAi 藥物獲 FDA 核准 (2018, August 13) Retrieved from https://geneonline.news/index.php/2018/08/13/fda-approves-first-rna-interference-drug
  6. FDA approves first-of-its kind targeted RNA-based therapy to treat a rare disease. (2018, August 10). Retrieved from https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm616518.htm

撰文|藍冠鈞
審稿|高唯真

About the author

藍冠鈞

藍冠鈞

交大分醫所碩士班,興趣研究領域為幹細胞與再生醫學、癌症生物學;曾為交大iGEM代表隊成員,並參與生技新創團隊。期許在資訊龐大繁雜的現今,以社群媒體之力量分享與推廣科研領域新知,並凝聚國際與社會之各式議題的關注;並期望於科學研究的同時,不忘社會關懷與國際認知,與各路夥伴前輩一同盡己所能貢獻社會。

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