MicroRNA是長約22nt的非編碼RNA，廣泛存在於從病毒到人類的各種生物中。這些小RNA能夠與mRNA結合阻斷蛋白編碼基因的表達，防止它們翻譯成為蛋白。科學家們發現，microRNA與結直腸癌等腸道疾病關係密切，而且能進入線粒體控制其基因表達。
基本介紹
- 中文名：微小核糖核酸
- 披露：四個方面的重要信息
- 包含：食物中的任何核酸、蛋白質
- 通過：母嬰傳播和通過肉食間接傳遞
- 特點：1.長度一般為20~25個鹼基2不同生物體內普遍存在
研究,跨物種謀殺,機制研究,
研究
披露了四個方面的重要信息：
二是有數據表明，微小核糖核酸非常穩定，不容易降解，能順利進入血液，並長期滯留，發揮調控作用。並且能夠通過母嬰傳播和通過肉食間接傳遞；
三是現在為止已經發現了3000多個miRNA，其中大部分在動物體內起著關鍵性的調控作用，是最主要的基因表達調控因子之一。估計人體內大約2/3的基因都受到某個或一組miRNA的調控；
四是miR-21是著名的原癌miRNA，幾乎所有的癌症都有它參與。還有一些miRNA調控著胚胎和嬰兒的發育，包括骨骼肌肉大腦心臟等幾乎所有的臟器的發育。如果它們從食物進入人體發揮作用，就會導致產生畸形、人口素質（大腦智力等）異常（倒不一定是下降......）等現象。
microRNA研究表明：轉基因食品的風險還是存在的
此前，在生物化學上所有人都一致認為：食物中的任何核酸、蛋白質，在消化系統中都會被完全消化成核苷酸、胺基酸，然後吸收到身體內，按照自身需求重新"組裝"成自己的核酸和蛋白質。即使是以原型吸收的核酸和蛋白質也會被小腸上皮細胞和肝細胞降解，對於消化系統正常的人來說任何原始形態的核酸和蛋白質序列都不可能存在於到體內門靜脈以外的血液中，更不可能發揮調控作用。
然而，從最近的研究結果來看，這句話被推翻了。首先簡要介紹一下微小核糖核酸。
微小核糖核酸MicroRNA（miRNA）是一種小的內源性非編碼RNA分子，大約由21－25個核苷酸組成。這些小的miRNA通常靶向一個或者多個mRNA，通過翻譯水平的抑制或斷裂靶標mRNAs而調節基因的表達。1993年，Lee，Feinbaum和Ambros等人發現線上蟲體記憶體在一種RNA（lin-4），是一種不編碼蛋白但可以生成一對小的RNA轉錄本，每一個轉錄本能在翻譯水平通過抑制一種核蛋白lin-14的表達而調節了線蟲的幼蟲發育進程。對於出現這種現象的原因，科學家們猜測是由於基因lin-14的mRNA的3'UTR區獨特的重複序列和lin-4之間有部分的序列互補造成的。在第一幼蟲階段的末期降低lin-14的表達將啟動發育進程進入第二幼蟲階段。7年後科學家又發現了第二個miRNA－let-7，let-7相似於lin-4，同樣可以調節線蟲的發育進程。
miRNA是十分特殊的RNA，序列非常短，只有22nt，但是有著超常的穩定性：在RNA酶中，一般RNA一小時候消化得乾乾淨淨沒有任何殘餘，而miRNA在跟RNA酶混合後保溫水解24小時竟然還保留近一半！
後來，至今為止已經發現了3000多個miRNA，其中大部分在動物體內都起著關鍵性的調控作用，是最主要的基因表達調控因子之一，據估計人體內大約2/3的基因都受到某個或一組miRNA的調控。
我研究的對象就是一個miRNA，它當然有著自己的名字，但是因為結果尚未發表，這一微小核糖核酸暫以miR-A代替。已知的是：這一miRNA的序列不存在於任何動物的基因組中。也就是說，動物（包括人）永遠不可能自己轉錄產生這個miRNA。它本應該只存在於植物中。然而，在一次無意中的實驗裡，我們驚奇地發現小鼠血清中竟然存在這個miRNA。於是做了一系列的實驗，最後發現：食物一般的核酸和蛋白質確實不能進入血液，但是miRNA，這一類特殊的調控分子，利用它極小的分子量和超常的穩定性，能順利進入血液，並長期滯留，發揮其調控作用。而且，能夠通過母嬰傳播、能夠通過肉食進行間接傳遞。
當然，miR-A大量存在於大米中，我們吃了幾千年大米都沒事，說明這個因子是無害的。但是其他有很多miRNA是有著極其重大的調控作用的。比如miR-21，它是著名的原癌miRNA，幾乎所有的癌症都有它參與。還有一些miRNA調控著胚胎和嬰兒的發育，包括骨骼肌肉大腦心臟等幾乎所有的臟器都受到miRNA的調控。如果它們從食物進入人體導致異常，那么就會產生畸形、人口素質（大腦智力等）異常（倒不一定是下降......）等現象。這對轉基因食品是一個巨大的打擊。這一研究表明，轉基因食品的風險還是存在的，依然有著很大的不可預見性。
但是miRNA對一些生物因子的調控是很普遍的，比如前面提到的miR-21在癌症中的作用，同為原癌miRNA的還有miR-31，miR-203等。miR-143是抑癌的，miR-221/222控制著細胞周期，miR-155與免疫和類風濕性關節炎有關，等等。
對於幼兒在母體中的胚胎髮育，microRNA起著更重大的作用。miR-125a,miR-295,miR-219和miR-181b等等都與胚胎髮育有關。miR-219過表達可以誘導胚胎細胞凋亡，基因沉默和過表達技術觀察到斑馬魚受精卵在顯微注射miR-219和反義miR-219後均導致其胚胎髮育缺陷。miR-124a、miR-125b和miR-128的抑制會影響腦和脊髓的發育導致無腦兒。miR-124a/125b在感覺和運動神經元發育過程中發揮作用。
從現有文獻看，微小核糖核酸並非通過消化吸收而來。微小核糖核酸是由細胞自身表達，並作用於自身的調節物質。在異常細胞，如癌症細胞中，存在微小核糖核酸異常表達。其因果關係為，細胞癌變導致了微小核糖核酸異常表達，而非微小核糖核酸異常表達導致癌症。微小核糖核酸並不改變基因結構，而是對基因的表達產生影響，故微小核糖核酸並不致癌。前文所說的，微小核糖核酸能被完整吸收並導致癌症等疾病，並無可靠文獻證明。
跨物種謀殺
通過給小鼠餵食生大米，科學家發現它們的血液和肝臟中，MIR168a的濃度確實因為飲食中MIR168a的增加而增加了。增加後會產生什麼其他的影響呢？
要預測植物微小RNA的增加能造成什麼樣的生理結果，得先明白微小RNA是如何工作的。在細胞里，DNA像寫滿遺傳信息的藍圖，在適當的時候被“複印”成信使RNA（mRNA），再去指導蛋白質的合成。而微小RNA就像殺手，非常有目標地找到自己要謀殺的信使RNA，讓它們沒法繼續變出蛋白質。當然，微小RNA找目標不看照片，而是看信使RNA和它的匹配度，要是信使RNA上某些片段它們恰好能結合上去，這些信使RNA就被視為該死的目標。那么來自植物的MIR156a和MIR168a在動物體內的謀殺目標是誰呢？
MIR168a經過序列比對，科學家們推測，它在動物體內確實有一個信使RNA目標，這個信使RNA指導合成“綁架”低密度脂蛋白的蛋白，這個綁架者主要分布在肝臟。也就是說，MIR156a和MIR168a這個微小RNA專門對付綁架者，MIR168a若是升高了，肝臟里綁架者就少了，低密度脂蛋白不受綁架，在血液里的濃度就會慢慢積累變高。
果然，他們發現，吃了大米以後，小鼠體內MIR168a很快升高，3天后，血液中低密度脂蛋白膽固醇也變多了。這一切都驗證了張辰宇的猜想，同時讓科學界難以置信：來自植物的微小RNA竟然是一個超級殺手，可以跨物種執行謀殺任務！
機制研究
根據以前的研究，張辰宇知道血液中的小囊泡可以把微小RNA裝載起來，運送到身體其他部分，於是他猜測，小腸絨毛也可能把游離在附近的來自植物的微小RNA吞進來，包裹進小囊泡，再吐到血管里。隨後，囊泡順流而下，若是行至肝臟，這些囊泡可能被肝細胞吸收，微小RNA被釋放，於是結合它的目標信使RNA，讓低密度脂蛋白的綁架者減少，造成血液里的壞膽固醇升高。 這個過程聽起來像破案故事一樣激動人心！然而要想證明卻非易事——想想，怎么才可能親眼看到這個過程呢？到現在，科學家們也還沒能在完整的生物體裡證實這個猜想，只能說向這個方向做出了努力。
張辰宇團隊使用人體細胞模擬了上述場景。他們首先把大量合成的MIR168a微小RNA“餵”給體外培養的（也就是在平皿里培養的）人上皮細胞（小腸絨毛就是一種上皮細胞）。接著收集這些上皮細胞分泌的小囊泡。再轉移給在另一個平皿里培養的肝臟細胞。然後他們發現， MIR168a所要謀殺的綁架者在肝臟細胞里的量果然減少了。
這樣的細胞實驗確實證明了張辰宇的猜想的機制是可行的，然而它畢竟是在相互分隔的兩種培養細胞之間做的，而不是在生物體的層面，所以這套機制只是被初步驗證，遠非確鑿。想要確鑿地說清植物微小RNA對人體的作用機制，還有待更精彩的實驗。 由於張辰宇的研究顛覆常識，而且在幾十種存活於人體的植物微小RNA中，只發現MIR168a這一種會對動物產生作用，因此有人認為他的結果或許是巧合。來自捷克科學院分子遺傳學研究所（Institute of Molecular Genetics in the Czech Republic ）的Petr Svoboda認為，在張辰宇的實驗中，植物的微小RNA在人體內檢測到的量很少，這個濃度的微小RNA是否真的能對人體產生影響值得懷疑。
