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加拿大科學(xué)家16日在《自然·通訊》雜志上發(fā)表研究稱，他們首次從人體非編碼基因組中識別出一個能直接調(diào)控細(xì)胞大小的基因——CISTR-ACT。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了非編碼基因組在細(xì)胞功能中的關(guān)鍵作用，也為理解相關(guān)疾病的成因及開發(fā)相關(guān)療法提供了新線索。

細(xì)胞過大或過小，往往與某些疾病有關(guān)。究竟是什么在維持細(xì)胞尺寸的穩(wěn)定？這一基礎(chǔ)科學(xué)問題長期困擾著學(xué)界。多倫多大學(xué)與多倫多病童醫(yī)院的科研團(tuán)隊(duì)，從占人類基因組98%的非編碼區(qū)域中，找到了可直接調(diào)控細(xì)胞尺寸的基因CISTR-ACT。

與編碼蛋白質(zhì)的基因不同，CISTR-ACT屬于長鏈非編碼RNA，位于基因組非編碼區(qū)。該研究有力證明，曾被視作“垃圾DNA”的非編碼基因組，實(shí)際在生命活動中扮演著重要角色。

此前，研究團(tuán)隊(duì)已發(fā)現(xiàn)CISTR-ACT與某些遺傳性疾病及軟骨發(fā)育異常相關(guān)，但其調(diào)控細(xì)胞大小的機(jī)制尚不明確。通過結(jié)合CRISPR/Cas9基因編輯、計(jì)算生物學(xué)等多學(xué)科手段，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步揭示：CISTR-ACT在DNA與RNA層面均具有功能，可影響細(xì)胞生長、結(jié)構(gòu)及黏附等相關(guān)基因的表達(dá)。

在臨床前模型中，減少或移除CISTR-ACT會導(dǎo)致紅細(xì)胞與大腦結(jié)構(gòu)出現(xiàn)顯著變化，人類細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也觀察到類似現(xiàn)象；而增加CISTR-ACT則使細(xì)胞縮小，證實(shí)其對細(xì)胞尺寸的調(diào)控作用。

研究還揭示，CISTR-ACT通過引導(dǎo)一種名為FOSL2的蛋白與特定基因結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮作用，這一過程對大腦與骨髓發(fā)育尤為重要。研究團(tuán)隊(duì)形象比喻：CISTR-ACT與FOSL2如同“磁鐵”，移除時細(xì)胞長大，放入時細(xì)胞收縮。令人驚訝的是，這一機(jī)制在不同細(xì)胞類型和物種中均存在。

團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，仍需進(jìn)一步探索CISTR-ACT如何精確引導(dǎo)FOSL2調(diào)控基因，以及其他非編碼RNA是否在各類細(xì)胞與疾病中發(fā)揮類似功能。但可以肯定的是，CISTR-ACT在DNA與RNA層面的雙重作用，表明細(xì)胞大小調(diào)控存在多種路徑，這為開發(fā)針對癌癥、貧血等疾病的精準(zhǔn)療法開辟了新方向。