2000年，RNA的研究進展被美國《科學》雜志評為重大科技突破;2001年“RNA干擾”作為當年zui重要的科學研究成果之一，再次入選“科技突破”;2002年12月20日，science雜志將“Small RNA & RNAi”評為2002年度zui耀眼的明星。同時， Nature雜志亦將Small RNA評為年度重大科技成功之一。2003年，小核糖核酸的研究第四次入選“科技突破”，排在第四位。RNA研究的突破性進展，是生物醫學領域近20年來，可與HGP(人類基因組計劃，生物通注)相提并論的zui重大成果之一。

聚光燈下的RNA已經逐步擺脫了DNA光芒的掩蓋，從“配角”變成“主角”，并且對DNA的中心地位提出了新的挑戰。隨著RNAi技術在生命領域的應用，RNAi的主要作用物siRNA對研究人員來說已經非常熟悉。而同屬于小分子RNA的micrornA(簡稱miRNA)則與RNAi和siRNA有著莫大的關聯，但是miRNA和siRNA又有著多方面的差異。

研究發現miRNA的主要功能是調節生物體內在的與機體生長、發育、疾病發生過程有關的基因的表達，而且研究人員推測這種小分子調節著人類三分之一的基因!2005年6月至7月間，在*科學雜志Nature上先后發表了6篇有關miRNA的研究論文。這些的研究結果表明：miRNA還與病毒的復制有關(6月2日Nature);淋巴瘤中，miRNA的一類miR17-92可能是潛在的致癌基因，并且發現一種叫做c-Myc的轉錄因子能調節miRNA(6月9日Nature);在6月16日的Nature上的一篇文章表明miRNA是干細胞不斷分裂必須的;而7月14日的Nature上的一項研究發現了miRNA在心臟形成過程中的一個靶標。另有研究表明miRNA還與艾滋病、白血病、糖尿病、畸形等病變有關。

MiRNA到底是誰?你知道miRNA與sirna的區別在哪里以及如何區別它們嗎?它與RNAi有著什么樣的關系呢? MiRNA與疾病、生長發育有著什么樣的關系?有關它的研究進展如何?……

*回 MicroRNA的自白

“什么叫做濃縮的才是精華?我的一生都是在訴說著這個哲理。雖然我是五短身材，卻能‘四兩撥千斤’，我在生命中扮演的角色可不容小視。要想知道我究竟有多牛，你們還得好好研究研究呢!”，microRNA得意地說……

microRNA是誰?

MicroRNA也可以寫做miRNA ，是一種21-25nt長的單鏈小分子RNA。它廣泛存在于真核生物中，是一組不編碼蛋白質的短序列RNA，其本身不具有開放閱讀框(ORF)。成熟的miRNA，5′端有一個磷酸基團，3′端為羥基。編碼miRNAs的基因zui初產生一個長的pri-RNA分子，這種初期分子還必須被剪切成約70-90個堿基大小、具發夾結構單鏈RNA前體(pre-miRNA)并經過Dicer酶加工后生成。成熟的miRNA 5’端的磷酸基團和3´端羥基則是它與相同長度的功能RNA降解片段的區分標志。

miRNA 5'端*個堿基對U(尿苷)有強烈的傾向性，而對G卻排斥，但第二到第四個堿基缺乏U。一般來講，除第四個堿基外，其他位置堿基通常都缺乏C。這些分子能夠與那些和它的序列互補的mRNA分子相結合，有時候甚至可以與特定的DNA片斷結合。這種結合的結果就是導致基因的沉默。這種方式是身體調節基因表達的一個重要策略。據推測，miRNA調節著人類三分之一的基因。

miRNA研究的開端

miRNA的研究起始于時序調控小RNA(stRNAs)。1993年，Lee等在秀麗新小桿線蟲(Caenorhabditis elegan)中發現了*個定時調控胚胎后期發育的基因lin-4，2002年，Reinhart等又在線蟲C.elegan中發現第二個異時性開關基因let-7，2001年10月《science》報道了三個實驗室從線蟲、果蠅和人體克隆的幾十個類似C.elegan的lin-4的小RNA基因，稱為microRNA。隨后多個研究小組在包括人類、果蠅、植物等多種生物物種中鑒別出數百個miRNAs，并且發現它與多種重要的生命過程有關。

MiRNA的作用方式

miRNA基因是一類高度保守的基因家族，按其作用模式不同可分為三種：*種以線蟲lin-4為代表，作用時與靶標基因不*互補結合，進而抑制翻譯而不影響mRNA的穩定性(不改變mRNA豐度)，這種miRNA是目前發現zui多的種類;第二種以擬南芥miR-171為代表，作用時與靶標基因*互補結合，作用方式和功能與siRNA非常類似，zui后切割靶mRNA;第三種以let-7為代表，它具有以上兩種作用模式：當與靶標基因*互補結合時，直接靶向切割mRNA，如果蠅和Hela細胞中let-7直接介導RISC分裂切割靶mRNA;當與靶標基因不*互補結合時，起調節基因表達的作用，如線蟲中的let-7與靶mRNA3´端非翻譯區不*配對結合后，抑制調節基因的翻譯。

MiRNA的特異性

研究表明MiRNAs在物種間具有高度的保守性、時序性和組織特異性——在特定的時間、組織才會表達。細胞特異性或組織特異性是miRNA表達的主要特點，又如擬南芥中的miR-171僅在其花序中高水平表達，在某些組織低水平表達，在莖、葉等組織中卻無任何表達的跡象;20-24h的果蠅胚胎提取物中可發現miR-12，卻找不到miR3-miR6，在成年果蠅中表達的miR-1和let-7也無法在果蠅胚胎中表達，這同時體現了miRNA的又一特點——基因表達時序性。MiRNA表達的時序性和組織特異性暗示miRNA的分布可能決定組織和細胞的功能特異性，也可能參與了復雜的基因調控，對組織的發育起重要作用。

第二回 miRNA與近親siRNA的差異

MiRNA不爽地說，“因為siRNA先被人注意到，所以它在我之前成名。”接著，miRNA意興昂然地講起了它的身世……

“話說在“廣袤”的細胞質中游蕩著一個名叫Dicer的浪子。與此同時，在細胞的腹地‘細胞核’中，一個身形頎長的RNA降生了即pri-miRNA。Dicer在細胞質中遇到了一個雙鏈的RNA并被她所吸引，于是尾隨她并zui終在她身上咬了一口，結果siRNA降生了。Dicer又繼續游蕩，這時他看到了一個非常漂亮的發夾狀的RNA(她其實就是在細胞核中降生的那條RNA的化身pre-miRNA)，于是非常仰慕并zui終歷經艱辛將她咬了一口。這樣我就“哇”的一聲來到了這個世界上”miRNA說。“我和siRNA有許多共同點，但我們的差別也很多，所以可別把我們混在一起哦，”它補充說。

siRNA是RNAi途徑的主要作用物,miRNA和siRNA很容易混淆，他們有許多共同點也有許多不同點。為了能夠清楚地讓讀者弄清兩者之間的差異之處，筆者特別將它們之間的差別劃分入三個大的階段：起源階段、成熟階段和功能階段(即調節基因表達的作用階段)。

在描述兩者的差異之前，有必要先說一說它們的共同點：

1. MiRNA和siRNA都是由22個左右的核苷組成;

2. 它們都是Dicer酶的產物;

3. 它們在起干擾、調節作用時都會和RISC復合體結合;

4. 它們都可以在轉錄后和翻譯水平干擾以抑制靶標基因的翻譯;

兩者之間的主要差異：

起源階段

SiRNA：通常是外源的，如病毒感染和人工插入的dsRNA被剪切后產生外源基因進入細胞(注：病毒入侵，或者是自身合成RNA中出現錯誤，細胞內就會產生雙鏈RNA，來阻止這些異常基因的表達)。

MiRNA：是內源性的，是一種非編碼的RNA;由miRNA基因表達出zui初的pri-miRNA分子。

成熟過程

SiRNA：直接來源是長鏈的dsRNA(通常為外源);經過Dicer酶*切割形成雙鏈siRNA,而且每個前體daRNA能夠被切割成不定數量的siRNA片段。

MiRNA：在細胞核中轉錄的較大的pri-miRNA經由Drosha(一種RNAse Ⅲ酶)和Pasha(含有雙鏈RNA結合區域)加工成為單鏈pre-miRNA;接著，發夾狀、部分互補的pre-miRNA在細胞質中被Dicer*(一種RNAse Ⅲ酶)酶切割形成miRNA;在生物體中的表達具有時序性、保守性和組織特異性。

功能階段

siRNA：它與RISC*(RNA誘導的沉默復合物，使用的AGO蛋白家族的成分為AGO2)結合，以RNAi途徑行使功能，即通過與序列互補的靶標mRNA*結合(與編碼區結合)，從而降解mRNA以達到抑制蛋白質翻譯的目的;它通常用于沉默外源病毒、轉座子活性。

MiRNA:它和RISC形成復合體(利用的AGO蛋白家族成員為AGO1)后與靶標mRNA通常發生不*結合，并且結合的位點是mRNA的非編碼區的3’端;它不會降解靶標mRNA，而只是阻止mRNA的翻譯; miRNA能夠調節與生長發育有關的基因。

注：RISC, RNA誘導的沉默復合物(RNA-induced silencing complex; RISC)的組裝是在RNAi和miRNA通路中zui為復雜的過程。新的研究表明，與siRNA和miRNA結合的RISC復合物并不*相同其中的AGO蛋白質有AGO1和AGO2之分。剛產生的siRNAs和miRNAs都是雙鏈結構，這種雙鏈結構需要解螺旋才能被組裝到RISC中發揮作用。組裝后的復合物分別稱為siRISC和miRISC。從dsRNA引發RNAi的發生大致劃分為三個階段，即啟動、剪切和擴增。

Dicer酶：新的研究表明siRNA成熟需要Dicer-2和R2D2蛋白，而miRNA則依賴Dicer1和它的伴侶loqs蛋白。

在研究人員的不懈努力之下，近期miRNA的基礎研究以及應用研究方面取得了許多的重大進展……