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植物基因中的微小RNA能进入人体血液和组织器官

  植物体内的微小RNA也能跨“界”调控人类的基因表达?最近,刊登于《细胞研究》杂志的一项研究触动了转基因安全问题的敏感神经。

  南京大学生命科学学院教授张辰宇及其研究团队发现,植物体内的微小核糖核酸(microRNA)进入人的肠胃后,竟然能逃过肠胃的消化、降解,“跑”到人体的血液和组织器官里,调控人体内靶基因表达的方式,从而影响人体的生理功能。

  那么,被转入农作物的抗病虫害基因是否也会通过摄食方式进入人体循环系统,发挥调控作用从而影响人体的生理机能?在接受《科学时报》专访时,虽然介绍具体研究内容时侃侃而谈,但面对记者关于转基因安全问题的追问,张辰宇坚持不置可否。

  稻米的微小RNA参与人类基因调控

  张辰宇告诉《科学时报》,DNA被称为人类的“生命天书”,其中存储了足量的遗传信息;而RNA作为遗传讯息的载体,负责将“生命天书”的内容翻译出来,合成蛋白质后行使各项生理功能。

  在RNA家族里,微小RNA不仅“个子小”,而且发现得晚。1993年,科学家才在线虫体内首次发现了微小RNA。2002年,植物的微小RNA被找到。它是长度介于19~24个核苷酸的非编码RNA,主要作用是通过调控身体里的蛋白质表达来调节身体机能。

  长久以来,科学家们一直认为微小RNA都是“自产自用”。但是,张辰宇课题组发现,稻米中有一种含量丰富的编号为168a的植物微小RNA(MIR168a),在中国人的血清里竟然也大量存在。“植物的微小RNA和动物(包括人)的基因组序列没有100%一样的,因此可以确定MIR168a来源于稻米,通过吃的方式进入人体。”

  同时,他们还发现MIR168a除了可稳定地存在于动物和人的血清中外,还能和肝脏中一个基因的信使RNA结合,抑制该基因在肝脏的表达,使血液中的“坏”胆固醇——低密度脂蛋白难以被清除。

  “如果低密度脂蛋白长期在血液中保持一定数量的话,就会提高患代谢综合征的几率和危险。以往研究表明,中国人比西方人更容易得糖尿病,或许跟我们以稻米为主食的饮食结构有关系。”张辰宇说,“当然,这只是其中一个原因。”

  张辰宇认为,植物微小RNA很有可能会成为继水、蛋白质、脂肪酸、碳水化合物、维他命和稀有元素之后的“第七种营养成分”,“而且功能会比维生素的作用更大”。

  或能解释中草药治病机理

  该研究组的成果发表后,《细胞研究》的执行主编李党生认为,此发现将为科学认识中草药开辟一个新的角度。

  一直以来,人们普遍认为,食物中的任何核糖核酸,都会在人体的消化系统中被完全降解掉,所以任何外源性的核糖核酸都不可能完整存在于动物和人的血液及组织器官中,更不可能发挥调控作用。

  然而,张辰宇等人的发现证实,植物里的微小RNA,有一部分可以不被人的肠胃降解掉,并起到调控人体生理机能的作用。

  那么,中草药中含有的微小RNA在进入人体的消化系统后,是否也能够“幸存”下来,并且起到对人体有利的调控作用呢?

  张辰宇告诉《科学时报》,他们目前正在进行一项关于中草药的研究。“我们已经从一味中草药中鉴定出了特定的微小RNA。中草药被煮过后,在药汤里,该种微小RNA也很多且能稳定存在。而中草药被人吃进去后,这种微小RNA能够被运输到肺中,把感冒病毒给‘杀掉’。”

  张辰宇说:“中草药中有很多成分,我们发现了一种新的成分。这为研究中草药的功能开启了一个新的大门。”

  动植物间也能跨界“交流”

  张辰宇说,从生物学意义上讲,他们的这个发现对于理解动植物间的跨“界”调控及共进化的意义更大一些。

  在科幻电影《阿凡达》中,有这样一个场景:阿凡达把头发放到马的耳朵里,人和动物就能进行心灵上的交流。现实中,虽然人类、动物和植物间不能进行这样直接的沟通,但以微小RNA为纽带,它们可以相互影响。张辰宇认为,微小RNA可能成为自然界互相交流、共进化、互相适应的一个分子调节区。

  张辰宇举了这样一个例子:某种动物在一个特定地区,几代、几十代吃着同一种草,草内的微小RNA有可能就会变成动物体内的内源性微小RNA。一旦动物离开这片草地,几代后,体内的这种微小RNA就会被降解或排泄掉,动物就会因为这种微小RNA的缺失而产生疾病,或因为这种缺失使某种基因变好。

  “这说明植物不只是面临着被吃掉的命运,同样也可以影响、调控动物和人类。”

  反过来,植物能不能用动物的微小核糖核酸?

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