多年来,生物学家认为RNA在生命过程中的作用仅仅是将遗传信息从DNA传递到蛋白,就象蜂群中的雄蜂般没有创意。但近几年的一系列发现使研究者对RNA,尤其是mRNA以外的哪些小RNA的功能有了全新的认识。生物体中有一群小RNA(目前看来人体中编码约255种小RNA,竟占整个基因组近1%,很多可能编码自以前被认为“垃圾DNA”的区域),它们也可通过自身的RNAi机制,在生命过程的各个阶段关闭或调控基因表达水平,从而控制细胞的多种生命活动。尤其在发育过程中2003年有一些激动人心的最新发现:仅约22个核苷酸长度的小RNA,发现竟能引导早期发育――从使植物叶片成形到介导果蝇胚胎在植物组织中的细胞增殖;缺少RNAi蛋白Dicer(一种RNA酶III家族的酶,参与RNAi过程中对RNA的剪切)的小鼠会缺少干细胞的某些分化系(swaths of stem cells),在出生前就夭折;小鼠中特定的小RNA能帮助引导干细胞生成胚胎的血细胞系统。
《Science》上一篇题为“RNAi Extends Its Reach”的综述详细阐述了RNAi途径已经不仅仅限于沉默mRNA,还作用于基因组。这方面的具体机制还不是非常明确,但在植物中发现伴随有DNA甲基化现象,科学家们预测要描绘一张完整的RNA引导基因组改变的图谱可能需要对RNA信号,DNA甲基化和组蛋白修饰之间的相互作用进行更进一步的研究。
综合来看,我们可将目前报道的内部RNAi机制可能的功能,大致分为以下几类:
1. 抗病毒功能
Voinnet和Li等分别在植物和果蝇中发现了通过RNAi实现的抗外源核酸机制:被大多数RNA病毒启动的RNAi可导致病毒基因组降解。例如在果蝇细胞中, Flock house virus (FHV)就能引发果蝇内部的RNAi反应,产生FHV特异性的siRNA来降解感染的FHV。