去年七月，《自然》《科学》这两个世界权威的科学杂志都连续发表了关于piRNA研究进展的文章。2006年12月22日出版的美国《科学》杂志将piRNA评为2006年十大科学进展之一。
（相关链接：http://www.bioon.com/biology/news/264510.shtml）
自2000年RNA研究进展被Science杂志评为年度重大科技突破之后，2001年的RNAi，2002年的“SmallRNA&RNAi”，以及2003年的小核糖核酸都相继在重大科技成就上榜上有名。小分子RNA研究可谓风声水起。
那么，究竟什么是小分子RNA？新发现的piRNA的特性和功能是什么？对它的发现是否影响着生物学界的研究方向？
本报记者采访了中国医学科学院副院长、分子肿瘤生物学专家詹启敏，他将带我们走近小分子RNA的世界。
RNA是生物体内最重要的物质基础之一，它与DNA和蛋白质一起构成生命的框架。但长久以来，RNA分子一直被认为是小角色，即它从DNA那儿获得自己的顺序，然后将遗传信息转化成蛋白质。
———生物背景———小分子RNA一点不“小”
要解释什么是piRNA，首先要说一下小分子RNA家族，以及这个家族的特性。
基因“表达”决定了蛋白质的合成，最终决定了细胞是形成肺、肝、脑，还是其他组织。研究什么因素会激活基因表达、什么因素会抑制基因表达，对认识生命本身的生物过程至关重要，进而为医药、农业和其他领域的研究奠定基础。
而RNA是生物体内最重要的物质基础之一，它与DNA和蛋白质一起构成生命的框架。但长久以来，RNA分子一直被认为是小角色，即它从DNA那儿获得自己的顺序，然后将遗传信息转化成蛋白质。然而，一系列发现表明，这些小分子RNA事实上操纵着许多细胞功能。它可通过互补序列的结合反作用于DNA，从而关闭或调节基因的表达。甚至某些小分子RNA可以通过指导基因的开关来调控细胞的发育时钟。
研究人员开始认识到，小分子RNA的世界一点都不小。有人推测：小分子RNA可能代表一个新层次上的基因表达调控方式。
可让基因悄悄“沉默”
“其中，小分子RAN通常以RNA的形式参与生命活动的调控，包括细胞的生长、发育、基因转录和翻译，以及基因沉默等。”
说到基因沉默，詹启敏娓娓道来：“美国的科学家总是喜欢讲点故事，故事是这样的……”
紫红花的存在，是因为花中表达紫红色基因在起作用。有两个科学家想增加紫红色表达量，使花看起来可以更紫。但是放进去一段外源基因后，花不仅没有更紫红了，反而变成杂色或白色。
“为什么呢？科学家就开始寻找原因，结果发现这段外源性基因进去后让原有的基因‘沉默’掉了。”他说。
最后发现，细胞体内有一种小分子RNA，它能把一段带有表达信号的基因降解掉，就造成了基因沉默。
大部分piRNA，能在染色体上相同的位置找到。它们似乎是染色体上某类基因的分界线，这说明它们可能与染色体生物学有关。
———新的发现———
piRNA闪亮登场
在继miRNA、siRNA等小分子RNA被科学家发现之后，又一个小分子RNA家族成员———piRNA闪亮登场。两个课题组几乎同时发现piRNA。
这类小分子RNA的发现，最早是来自冷泉港实验室的格雷格·汉农研究小组和纽约洛克菲勒大学的托马斯研究小组，他们在小鼠精子细胞中发现piRNA的存在。而几乎在同时，来自波士顿的罗伯特·金斯顿和他的同事们也在大鼠的睾丸提取物中发现了piRNA。比起已发现的其他小分子RNA，30个核苷酸左右的piRNA要稍长。格雷格·汉农等发现piRNA大小约为29—30个核苷酸，而托马斯等人的结果稍有出入，在26—31个核苷酸左右。
通过对RNA染色，研究者们在其他哺乳动物的睾丸中也找到了潜在的这类piR鄄NA，包括人类、大鼠以及公牛。这些物种中的piRNA和小鼠的具有同样的特征，如起始端尿嘧啶强偏好性以及长度在30个核苷酸左右等。
“大部分小鼠的piRNA，能在人和老鼠染色体上相同的位置找到。它们似乎是染色体上某类基因的分界线，这说明它们可能与染色体生物学有关。”詹启敏分析说。
鉴于piRNA主要分布在包括人类等数种动物体睾丸的精原细胞内，科学家们推测这类小分子RNA功能可能与动物体精子的发育和维持相关。
———重大意义———可能与动物生殖有关
精子发生过程包括了很多蛋白以及mRNA翻译的动态调控，在这些过程中，piRNA可能起着重要作用。
piRNA和精子细胞特异的某种蛋白相互结合，通过调控转录或者抑制翻译，来调节减数分裂以及减数分裂后事件发生的时机。
“虽然piRNA的功能仍然需要研究阐明，但是生殖细胞中的piRNA富集现象表明，piRNA在配子形成的过程中起着重要作用。”詹启敏说。
鉴于PiRNA主要分布在包括人类等数种动物体睾丸的精原细胞内，科学家们推测这类小分子RNA功能可能与动物体精子的发育和维持相关。
———专家观点———将带来一股新研究浪潮
虽然现在预测piRNA在生物医学上的应用还为时过早，但正如发现者之一托马斯所说：“如果piRNA研究趋势与miRNA相似的话，这些从事piRNA未知领域研究的科学家们将会给生物界带来一股新的研究浪潮。”
我国的科学家和科技主管部门近年来一直很关注并积极参与小分子RNA的研究，在前几年的973重大项目战略布局中就重点支持该领域的研究。
此外，国家自然科学基金委员会生命科学部也在不同的项目层次鼓励和支持小分子RNA的研究。相信我国科学家能紧跟国际前沿，在小分子RNA研究这个前沿领域做出突出的贡献。
■新闻缘起
2006年年末，美国《科学》杂志公布当年度的十大科学进展。这是对全球科学研究的年终盘点，“共享科学”栏目将从十大科学进展中选取“化石中提取DNA”、“冰原正在不断消失”等作深入报道，让读者与我们一起共同关注科学发展前沿。
小分子RNA可鉴别胰腺癌
据近期网络版《国际癌症杂志》上的一篇文章报告，一类小分子RNA可区分胰腺癌组织和正常或良性胰腺组织，也许将为胰腺癌的诊断和治疗提供新的线索。
在美国，胰腺癌导致的死亡人数在所有癌症中高居第四位。预计今年将会有33700美国人罹患胰腺癌，并且另外将有32300人死于该病。胰腺癌死亡率极高，新发病例数几乎等于死亡人数，这主要是因其难以早期诊断，而且治疗方法有限。
来自俄亥俄州立大学综合性肿瘤中心的癌症研究人员，检测比较了人类胰腺癌组织与周围的正常组织和对照组织中小分子RNA(miRNA)表达水平，发现在肿瘤组织中大约有100种不同的miRNA通常表达水平非常高，而它们在正常胰腺组织中的水平并不高。该结果提示miRNA作为一种标志或表达模式，将为研究胰腺癌的发生提供新的线索。它们可能会导致新的分子技术出现，使医生们能够更好的诊断和治疗胰腺癌。
俄亥俄州立大学综合性肿瘤中心研究员、药学系副教授ThomasD.Schmittgen与俄克拉荷马州大学医学中心外科主任RussellPostier，及其同事们合作完成了此项研究。他们检测比较了225种miRNA在患者胰腺肿瘤组织和邻近正常组织、正常胰腺组织样本以及9个胰腺癌细胞系中的表达水平。由于该方法是基于一种叫做实时PCR表达谱的技术，其敏感性高且只需要极少量的组织。
结果显示，很多miRNA在胰腺癌中的水平与同一患者良性组织或者正常胰腺组织中水平大不相同。大部分miRNA在胰腺癌中处于相当高的水平，这提示开发可以抑制它们的药物将可能为胰腺癌提供新的治疗方法。这也意味着基于miRNA表达水平的检查可能有助于胰腺癌的诊断。
