■記者 張瀟

知名國際期刊Nature Methods 雜志,，日前在線發(fā)表嚴(yán)健、張亮,、陳居明教授帶領(lǐng)的西北大學(xué)與香港城市大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)的重要研究成果——“利用簇狀規(guī)則間隔的短回文重復(fù)結(jié)構(gòu)檢測(cè)活體細(xì)胞內(nèi)核糖核酸與蛋白質(zhì)相互作用”,。

該團(tuán)隊(duì)經(jīng)過一年多的努力，成功開發(fā)了一種檢測(cè)活細(xì)胞內(nèi)核糖核酸與蛋白質(zhì)相互作用的新技術(shù),，并取名為CARPID,，助力非編碼核糖核酸研究。該方法具有廣泛的應(yīng)用前景,，包括尋找在腫瘤發(fā)生過程中具有重要作用的核糖核酸結(jié)合蛋白,，以及用于發(fā)現(xiàn)新冠病毒核糖核酸基因組侵入人體細(xì)胞后的重要結(jié)合蛋白，這些蛋白分子或許可以作為治療相關(guān)疾病的藥物靶點(diǎn)等,。

病毒如何復(fù)制,？

如何找到“暗物質(zhì)”？

那么,，新技術(shù)如何能夠用于發(fā)現(xiàn)新冠病毒核糖核酸基因組侵入人體細(xì)胞后的重要結(jié)合蛋白,？藥物靶點(diǎn)又是什么意思呢？

嚴(yán)健說,，新冠病毒是一種單鏈核糖核酸病毒,，即它的遺傳物質(zhì)是一條具有29903個(gè)堿基序列的核糖核酸分子。在新冠病毒感染人體細(xì)胞之后,，它會(huì)把核糖核酸釋放進(jìn)入宿主細(xì)胞,，然后這條病毒的核糖核酸分子會(huì)利用人體細(xì)胞自身合成蛋白質(zhì)的氨基酸、合成酶（酶是一大類具有催化活性的蛋白質(zhì)）等材料,，來幫助它完成病毒的復(fù)制,、組裝。簡單點(diǎn)講,，新冠病毒（也包括其他所有病毒）自己在環(huán)境中是不能復(fù)制的,，必須通過感染宿主細(xì)胞，然后通過“掠奪”“奴役”宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)“制造工廠”來完成自身復(fù)制,，其后等細(xì)胞疲勞殆盡后殺死細(xì)胞,，再以同樣的方式入侵下一個(gè)宿主細(xì)胞。所以，如果能找到它們?cè)诩?xì)胞中究竟“掠奪”了哪些人體細(xì)胞的蛋白質(zhì),，那么就有希望通過藥物控制這些蛋白質(zhì)的數(shù)量或者功能,，從而抑制新冠病毒的復(fù)制。

至于什么是非編碼核糖核酸,？嚴(yán)健說,，長鏈非編碼核糖核酸被認(rèn)為是基因組中的主要“暗物質(zhì)”。越來越多研究表明,，這些核糖核酸分子可能參與細(xì)胞內(nèi)一系列重要的生理活動(dòng),，與腫瘤發(fā)生發(fā)展也有著密切關(guān)系?；蛲蛔円鹉[瘤的發(fā)生,。突變一方面可能會(huì)改變相關(guān)蛋白質(zhì)的序列和功能，另外一方面可能僅僅是改變了蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的數(shù)量,。而蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的數(shù)量,，主要受到基因轉(zhuǎn)錄水平影響。細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄活性受到嚴(yán)格,、精密,、復(fù)雜的調(diào)控。長非編碼核糖核酸在細(xì)胞中的位置,、含量的多少,、相互作用的蛋白質(zhì)成分,，都可能直接影響它們發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控的作用,。

目前研究已經(jīng)顯示，長非編碼核糖核酸可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的凋亡,、腫瘤細(xì)胞的遷移以及腫瘤生長速度等等,。例如，有證據(jù)顯示,，在腫瘤細(xì)胞中,，想辦法降低長非編碼的量可讓腫瘤細(xì)胞的黏附性增強(qiáng)、遷移性減弱,，一定程度可以抑制惡性發(fā)生速度,。 而要研究長鏈非編碼核糖核酸在一些重要生理活動(dòng)以及人類疾病發(fā)生過程中的機(jī)理，那么了解這些“暗物質(zhì)”的結(jié)合蛋白究竟是什么,，是其中的重要一步,。

新方法科學(xué)發(fā)現(xiàn)意義重大

有望推動(dòng)諸多疾病治療

相較于以往的方法，新方法的優(yōu)勢(shì)在于它不需要經(jīng)過預(yù)先的小分子或者高能紫外線的交聯(lián),，可以有效避免交聯(lián)所產(chǎn)生的系統(tǒng)性誤差,，同時(shí)大大提高了方法的敏感性。將新方法應(yīng)用于已被廣泛研究的長非編碼核糖核酸 XIST（X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄本）上，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了很多之前未被揭示的XIST相互作用蛋白,，“這能幫助我們更深入地了解一些和X染色體失活相關(guān)的遺傳病,。”嚴(yán)健說,，新方法除了發(fā)現(xiàn)了其他方法找到的一些蛋白質(zhì),，也進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了一些其他方法沒有找到的蛋白質(zhì)。由此可見,，新方法在檢測(cè)核糖核酸結(jié)合蛋白上具有更強(qiáng)的敏感性,，能夠檢測(cè)到其他方法檢測(cè)不到的一些結(jié)合蛋白，這對(duì)于科學(xué)發(fā)現(xiàn)意義重大,。

通過新技術(shù),，檢測(cè)活檢組織的長非編碼核糖核酸含量，在口腔癌患者,、胃癌患者的臨床檢測(cè)中,，均有推動(dòng)作用。 嚴(yán)健說：“標(biāo)記物越多,，就意味著疾病能更早更準(zhǔn)確的被發(fā)現(xiàn),，是用于診斷疾病的重要參考。簡單點(diǎn)說,，如果生病了,，我們就去查血象、查體液,、糞便等,，這些都是在通過檢測(cè)一些標(biāo)志物來為醫(yī)生診斷作參考。而腫瘤也是如此,，能夠在早期就準(zhǔn)確判斷出腫瘤,，對(duì)于治愈有著極大的作用，發(fā)現(xiàn)晚了治療難度就大多了,。而如何在早期準(zhǔn)確判斷出腫瘤發(fā)生呢,，就需要有準(zhǔn)確的標(biāo)志物。所以,，我們希望找到更多的標(biāo)志物,，能夠作為腫瘤診斷的參考，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性,?！?/p>

此外，新方法對(duì)于疫情解決有更好的推動(dòng)作用,。嚴(yán)健說,，前面簡單介紹了新冠病毒進(jìn)入人體之后掠奪人體的蛋白質(zhì)制造工廠或者其他蛋白質(zhì)為其復(fù)制提供便利,。那么，通過找到這些被病毒核糖核酸掠奪的蛋白質(zhì),，就可以為治療提供一個(gè)靶點(diǎn)（即通過藥物控制這些蛋白的活性）,。如果要篩選新藥來控制新冠病毒需要很長很長的時(shí)間來進(jìn)行各種基礎(chǔ)和臨床實(shí)驗(yàn)，而人體中很多蛋白質(zhì)其實(shí)已經(jīng)有一些在臨床廣泛應(yīng)用的靶向藥物了,，它們的安全性非常清楚,，如果發(fā)現(xiàn)新冠病毒需要掠奪這些蛋白正好是其中的一種，那么或許可以直接把治療其他疾病的藥物應(yīng)用于治療新冠病毒病,。另外,，如果發(fā)現(xiàn)新冠病毒掠奪的蛋白質(zhì)在某些器官中的表達(dá)量比較大，那么這些器官可能是受感染比較嚴(yán)重的,，所以后期的治療需要更多地去關(guān)注這些部位,。基礎(chǔ)科研的重要意義之一,，就在于能夠幫助臨床醫(yī)學(xué)提供一些捷徑和新的思路,。

該技術(shù)研究的提出，始于西北大學(xué)的嚴(yán)健教授,；最初的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),、CARPID表達(dá)載體元件的構(gòu)建、guide 核糖核酸的設(shè)計(jì)克隆,，以及后期的基因組學(xué)分析都是由西北大學(xué)完成,。香港城市大學(xué)主要在免疫沉淀、蛋白質(zhì)組學(xué)分析,、XIST相關(guān)的生物功能驗(yàn)證等方面作出貢獻(xiàn),。