RNA World 假說認為最早的生命形式是以 RNA 來儲存遺傳資訊並進行重要的化學催化作用。這項假說雖然難以證實,但從二十世紀末以來,RNA 多項突破性的發現,讓大家了解 RNA 不僅僅是產生蛋白的模板,在生理功能上也扮演相當重要的角色。
當基因組的大小被發現並不完全與與生物所能表現的高度複雜行為相關,自詡高其他生物一等的人類因而跌下神壇;但後來發現行為表現的複雜度或許與生物體內所具有 ”垃圾基因” 多寡具有相關性時,科學家開始認真思考垃圾基因 (Junk DNA) 扮演的角色。而 Long non-coding RNA (LncRNA) 便為一例,各類 LncRNA 參與基因表現的研究以及假說模型被提出。本月 Investigator 報導一則被發現具有心臟特異性的 LncRNA — Mhrt,具有調控 chromatin remodeling 的性質而為心臟衰竭治療帶來一絲啟發 [1, 2]。
而相較於 LncRNA,2006 年的諾貝爾生理醫學獎頒發給發現具有抑制基因表達 (gene silencing) 短小片段的 miRNA (microRNA) 及 siRNA (small interfering RNA),自此開啟了以研發 RNAi 為藥物的風潮,歷經多年的迭宕,第一個獲得 FDA 及歐盟核准的 RNAi 藥物 Patsirian,終於在 2018 年上市 [3]。
另外,相位分離 (Phase separation) 所形成的無膜細胞器相關之研究,成為近年來火熱的研究領域。 其中,近年研究發現,許多類似 prion 蛋白在細胞質內過度累積下,會形成顆粒 (granule) 狀的相位分離 (phase separation) 現象, 進而導致生理病變。許多團隊開始探討相位分離的現象與神經退化性疾病的關聯。其中,Investigator 在本月中介紹了一篇闡述 RNA 具有延緩類普恩蛋白 (prion-like protein) 形成無膜細胞器,同時解釋了在細胞核內不易觀察到形成相位分離顆粒的原因 [4]。而此研究也為藥物研發提供了另一個嶄新角度來思考如何針對蛋白堆積造成的神經退化性疾病。
當然,RNA 的表觀遺傳學也是新興的 RNA 研究領域,Investigator 也詳細報導了 FTO (Fat mass and obesity-associated protein)在 RNA 修飾中所扮演的角色,及不同研究團隊提出其可能作用受質與機制 [5],都讓我們了解到,RNA 的世界,還有許多人類尚未探索的角落!
參考文獻:
- Kung, J. T., Colognori, D., & Lee, J. T. (2013). Long noncoding RNAs: past, present, and future. Genetics, 193(3), 651–669. doi:10.1534/genetics.112.146704
- [無聲]的護心使者 – Long noncoding RNAs
- RNAi 藥物:死灰復燃的新興療法開發戰場
- 細胞內固態液態轉變的幕後協調
- FTO 調控 snRNAs 之可逆性甲基化修飾
撰文|邱亮源
審稿|高唯真