人们发现小鼠体内一种以前神秘的小RNA分子在基因表达中发挥着至关重要的作用，并且可能是新一类调节RNA中第一个被识别的成员。

研究发现小鼠拥有天然基因治疗系统

RNA(核糖核酸)最出名的是信使RNA(mRNA)，它将基因信息的副本从细胞核携带到可以被解码以产生蛋白质分子的地方。但RNA还执行其他关键功能，包括通过各种小型非编码RNA(其基因序列不用于生成蛋白质)调节基因活性。

其中一种非编码RNA是称为4.5SH的小RNA，仅在小鼠和大鼠等小型啮齿动物中发现。它由其基因的多个拷贝产生，导致每个细胞积累多达10,000个RNA分子拷贝。

北海道大学ShinichiNakakawa教授领导的研究小组发现了4.5SHRNA的新作用——在mRNA成熟过程中规避小鼠DNA中的突变。他们的研究结果发表在《分子细胞》杂志上。

“4.5SHRNA于20世纪70年代被发现，尽管它在多种组织中含量丰富且存在，但其功能在40多年来一直是个谜，”中川说。

4.5SHRNA的模块化结构。传感器模块(通过碱基配对进行目标结合)识别并结合异常序列。效应器结合模块引入调节选择性剪接的分子，以防止mRNA中异常序列的掺入。图片来源：中川真一

为了了解其作用，研究人员在小鼠胚胎中制造了突变，消除了4.5SH的产生，发现这会导致胚胎阶段的早期死亡。

“众所周知，小鼠基因组中编码必需蛋白质的基因存在许多致命突变，”中川解释道。“4.5SHRNA能够大量解毒这些突变——从本质上讲，它是一种防止突变的天然基因疗法。”

4.5SHRNA的结构分析表明它由两个模块组成。一个作为传感器来发现异常序列，另一个则引入一种工具，通过称为选择性剪接的过程来防止异常序列掺入mRNA中。

“据我们所知，这是天然产生的RNA的第一个例子，它可以以明确的开/关方式调节选择性剪接，”中川说。“我们的研究还表明，此类非编码RNA的很大一部分可能参与控制选择性剪接。”

研究人员还能够使用4.5SH设计一个可编程分子系统，可以以选定的方式操纵细胞中的剪接。这可能成为基因工程的一种新的有用工具。

Nakakawa解释道：“我们的发现表明，有可能开发出新的基因治疗药物，通过修改4.5SHRNA的传感器模块，仅识别特定的基因突变，因此我们或许能够阻止与疾病相关的毒性区域的表达。”