ANU Discovery | 50年成就！澳国立解读生命最深层的秘密【RNA】

核糖核酸(RNA)是DNA的“近亲”，在制造生命所必需的蛋白质方面起着至关重要的作用。尽管发挥着重要作用，但RNA一直到COVID-19大流行期间才真正闯入公众视野。 

我们都知道，DNA携带着保持所有已知生物存活的关键信息。但是，根据澳大利亚国立大学(ANU) Thomas Preiss教授的说法，当DNA持有信息密码时，细胞会产生无数的RNA，这些RNA“就像我们遗传信息的短暂副本”。 

“制造RNA是我们的基因组‘活着’的真正方式。信使RNA (mRNA)是RNA的主要类型，是制造蛋白质的模板，”Preiss说，“因为mRNA分解得很快，所以细胞有机会根据需要改变蛋白质的类型和数量。这是让生物生长、变化和对环境做出反应的关键。” 

mRNA能够作为疫苗载体成为我们应对COVID-19大流行的关键之一，正是因为我们的细胞是从mRNA中读取信息的。 

“COVID-19疫苗mRNA携带指令，使病毒刺突蛋白进入我们的细胞，引发免疫反应。过了一会儿，疫苗mRNA和刺突蛋白消失得无影无踪，但我们的身体记住了如何产生COVID-19抗体，从而保护我们免受生病，”Preiss说。“治疗性mRNA也可能在治疗流感等其他传染病方面取得成功。” 

澳大利亚国立大学的专家是如何帮助破解密码的？

20世纪70年代初，科学家们了解到，我们的细胞中有一些类似机器的小部件，叫做核糖体，它们忙于根据mRNA指令制造蛋白质，但他们是如何知道这些指令从哪里开始和结束的呢? 

这就是Lynn Dalgarno和他在澳大利亚国立大学的博士生John Shine的切入点。 

1973年，他们费力地获得了一小段RNA序列信息，并提出了一个理论，解释了这一过程是如何在细菌中起作用的。 

Preiss说:“细菌通常把mRNA制成一长串，在一条链上有多个编码信息。” 

“核糖体必须追踪每一个片段的开始，以制造不同的蛋白质。Shine 和 Dalgarno 发现了一个序列，他们认为这个序列与将核糖体指向正确的位置有关。这就是著名的Shine-Dalgarno序列。” 

“简单地说，基因以三个字母为一组被读取，但你需要让核糖体知道从哪里开始。例如，如果你读到‘the cat sat on the mat（猫坐在垫子上）’，它是有意义的，但如果你把起点移动一个字母，它就变得毫无意义了。 

“Shine-Dalgarno序列告诉细菌从哪里开始蛋白质合成，以便正确读取mRNA中的遗传密码。” 

Preiss说，虽然这是对自然本身的重要洞察，但它最终也使科学家能够利用细菌作为生物工厂来制造许多不同的蛋白质，这些蛋白质现在被用作药物或支撑生物技术的重要过程。 

50年后的今天 

自50年前在澳大利亚国立大学校园突破这一发现以来，RNA研究已经取得了长足的进步。Preiss说，没有比该领域多次获得诺贝尔奖更能证明这一点的了。 

“例如，我们现在知道，RNA不仅是蛋白质合成的模板，而且可以作为一种酶，催化化学反应，”Preiss说。 

RNA干扰(RNAi)的发现是又一重大进步。虽然它作为一种沉默细胞入侵者的机制具有天然作用，但它也已成为研究基因和治疗疾病的非常有用的工具。 

“作为澳大利亚国立大学Shine-Dalgarno中心的一部分，Riccardo Natoli实验室现在正在利用RNAi治疗眼部疾病，”Preiss说。 

“高等生物在mRNA上使用‘cap’，而不是Shine-Dalgarno序列。该中心的科学家们，包括Nikolay Shirokikh博士，也为我们理解mRNA cap如何引导核糖体以正确的方式开始工作做出了重要贡献。 

“从历史上看，澳大利亚国立大学和更广泛的澳大利亚研究人员在这一领域的表现都是举足轻重的。”

那么下一步是什么呢? 

新成立的澳大利亚国立大学Shine-Dalgarno中心现已正式开放。 

Preiss希望，在政府和投资者的支持下，该中心的研究将为目前无法治愈的疾病带来新的药物和诊断工具，并在农业和生物技术解决方案等其他领域带来创新，使产品更加环保。 

Preiss说:“每次你在自然界中发现新的东西，你最终都会找到利用这一发现的方法。” 

“作为科学家，我们四处挖掘是因为我们很好奇。我们找到了一些能帮助我们理解周围世界的东西，然后我们也找到了它的用处。这将深刻改变人类社会的发展方式。RNA研究就是一个完美的例子。” 

Shine-Dalgarno RNA创新中心将在Shine-Dalgarno 50周年研讨会上正式启动，该研讨会将庆祝澳大利亚RNA科学的历史和未来，首先向澳大利亚国立大学(ANU)发现mRNA中的Shine-Dalgarno序列的工作致敬。 

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