本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
從基因到蛋白質還有很長的路要走。教條式的場景是:DNA 轉錄成 RNA,然後 RNA 翻譯成蛋白質。但在現實生活中,在真實的生物體中,運作方式並非如此簡單。
一個例子:RNA 的單個單元有時需要轉化,這個過程稱為 RNA 編輯,轉化為相關的實體,最終形成正確的蛋白質。一種名為 ADAR(腺苷脫氨酶,RNA 特異性)的酶負責一種特定的此類改變,這種改變對於良好的神經系統功能至關重要。
現在,研究人員已經設計出一種技術,可以即時觀察到這種特定的 RNA 編輯過程——經過糾正的鏈發出綠色光芒——甚至可以恢復功能。“我們可以獲取一個基因的突變版本並恢復其功能,”布朗大學的羅伯特·裡南在一份準備好的宣告中解釋道。這些發現於週日線上發表在《自然方法》雜誌上(《大眾科學》是自然出版集團的一部分)。
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裡南和他的同事培育出了果蠅,其中包含一個常用實驗室工具綠色熒光蛋白的基因的變異版本。他們的基因構建體的蛋白質產物不會發光——直到它首先被 ADAR 修復。“我們實際上是在單個資訊位或核苷酸的水平上修復 RNA,”裡南說。
透過追蹤綠色光芒,該團隊能夠在活體果蠅的大腦中追蹤 ADAR 的模式。“我們設計了分子報告器,以便為我們提供來自活生物體的熒光讀數,”裡南說。
由於該技術實際上修復了錯誤並恢復了功能,因此它暗示了基於基因治療的治療方法的希望——但針對的是 RNA 水平而不是 DNA 水平。這種治療將針對轉錄錯誤,這些錯誤可能導致癲癇、精神分裂症和自殺性抑鬱症等疾病。
裡南和他的同事之前描述過 ADAR 功能與脆性 X 染色體智力障礙的果蠅模型之間的聯絡,後者是由 X 染色體上的突變引起的。如果新工具能夠揭示 ADAR 活動與疾病狀態之間的相關性,它可能會揭示 RNA 編輯錯誤在這些綜合徵發生中的作用。
未來的研究將揭示綠色光芒技術是否會獲得綠燈,以幫助研究人員研究——甚至可能治療——人類的基因相關神經系統疾病。
史蒂夫·米爾斯基為本文做出了貢獻。