我們的遺傳密碼存儲(chǔ)在由DNA(脫氧核糖核酸)組成的染色體中。為了確保在所有細(xì)胞中準(zhǔn)確保持遺傳密碼，我們的細(xì)胞必須精確復(fù)制并在每個(gè)細(xì)胞周期中將其染色體均等地分布到其兩個(gè)子細(xì)胞。染色體分離的錯(cuò)誤導(dǎo)致細(xì)胞染色體數(shù)目異常，這可能導(dǎo)致自然流產(chǎn)，遺傳性疾病或癌癥。對(duì)于正確的染色體分離很重要的一種染色體元件是著絲粒，它是染色體上獨(dú)特的DNA區(qū)域，在細(xì)胞分裂過(guò)程中指導(dǎo)染色體的運(yùn)動(dòng)。

香港大學(xué)(HKU)生物科學(xué)學(xué)院助理教授Karen Wing Yee Yuen和博士后研究員Yick Hin Ling博士發(fā)現(xiàn)，使用著絲粒DNA作為模板來(lái)產(chǎn)生非蛋白質(zhì)編碼的著絲粒RNA(核糖核酸)酸)，這對(duì)染色體穩(wěn)定性至關(guān)重要。如果著絲粒RNA(cenRNA)太多或太少，著絲粒就會(huì)出現(xiàn)缺陷，染色體就會(huì)丟失。該研究結(jié)果最近發(fā)表在一本頂級(jí)多學(xué)科期刊“美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上。這篇研究文章是由F1000Prime推薦的，其成員每年在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)科學(xué)的所有已發(fā)表文章中大約占2%，推薦的學(xué)院評(píng)論說(shuō)這個(gè)PNAS文章具有特殊的意義，是著絲粒生物學(xué)領(lǐng)域的新興前沿。

我們?nèi)旧w的DNA編碼大約20,000種蛋白質(zhì)。當(dāng)細(xì)胞需要產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)，例如胰島素時(shí)，首先將編碼胰島素的DNA分子片段(稱為基因)用作模板以復(fù)制成RNA分子。然后該RNA用作指導(dǎo)細(xì)胞制備特定蛋白質(zhì)的配方。然而，我們只有2%的DNA是蛋白質(zhì)編碼。然而，我們的另外70%的DNA仍被復(fù)制到RNA中，而RNA不是制作蛋白質(zhì)的配方。那些被稱為非編碼RNA。這些非編碼RNA曾被認(rèn)為是“垃圾”。然而，近年來(lái)，研究已經(jīng)揭示了非編碼RNA的重要作用，例如基因調(diào)控和維持染色體結(jié)構(gòu)。

負(fù)責(zé)香港大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院染色體生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Karen Wing Yee Yuen博士說(shuō)：“我們目前的研究是在單細(xì)胞生物體中進(jìn)行的，即面包酵母，但是從著絲粒DNA中復(fù)制的非編碼RNA是在人類，小鼠和蒼蠅等多細(xì)胞生物體中也發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)，這表明著絲粒RNA(cenRNA)是一種基本上重要的分子，通常被大自然用于控制細(xì)胞分裂。“

Yuen博士補(bǔ)充說(shuō)：“我們的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用簡(jiǎn)單的模式生物，包括土壤生物微觀蛔蟲和單細(xì)胞面包酵母，我們也用它來(lái)烘烤面包和制作啤酒，以了解基本的，重要的細(xì)胞過(guò)程。細(xì)胞的機(jī)制分裂在許多生命形式中都非常相似。這些小生物使我們能夠進(jìn)行難以在人類或哺乳動(dòng)物細(xì)胞中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。許多應(yīng)用，臨床研究開(kāi)始于研究這些模式生物體中的細(xì)胞過(guò)程。重要的細(xì)胞生物學(xué)研究使用酵母最近于2013年和2016年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。“

該作品的第一作者，前博士生和現(xiàn)任博士后研究員Yuen's實(shí)驗(yàn)室的Yick Hin Ling博士說(shuō)：“最近的研究顯示，在一些癌癥如卵巢癌中，著絲粒RNA的異常高表達(dá)。細(xì)胞可能有助于癌癥進(jìn)展。需要進(jìn)一步的研究來(lái)測(cè)試這一點(diǎn)。“對(duì)于疾病診斷和治療，Ling博士說(shuō)：“我們將嘗試研究cenRNA是否可以用作癌癥生物標(biāo)志物。如果癌細(xì)胞向血液釋放高水平的cenRNA，它可以用于早期檢測(cè)或監(jiān)測(cè)腫瘤的惡性腫瘤。“