基因遺傳能否掌控？新RNA研究帶來曙光

人類能否控制基因遺傳呢？一項全新的RNA研究顯示，這或許是有可能的。馬裡蘭大學（UMD）的研究人員發現了基因調控的關鍵機制，這有望改進基於RNA的藥物設計。

基於RNA的藥物是對抗人類疾病最有前景的方法之一，近期RNA疫苗和雙鏈RNA（dsRNA）療法的成功便是佐證。如今，醫護人員雖能研發出利用dsRNA精準靶向並沉默致病基因的藥物，但仍存在一個重大挑戰：如何有效地將這些潛在的救命RNA分子送入細胞。

2025年2月4日發表在《eLife》上的一項新研究，可能會推動基於RNA的藥物開發取得突破。馬裡蘭大學的研究人員以微小的線蟲為模型，探索dsRNA分子如何自然進入細胞並影響多代後代。他們的發現揭示了線蟲細胞攝取dsRNA的幾種途徑，這一發現可能會改進人類的藥物傳遞方法。

該研究的資深作者、馬裡蘭大學細胞生物學和分子遺傳學副教授安東尼·何塞（Antony Jose）表示：「我們的發現挑戰了以往對RNA傳輸的假設。我們瞭解到，RNA分子不僅能在細胞間攜帶特定指令，還能跨越多代傳遞，這為我們當前對遺傳機制的理解增添了新的層面。」

研究團隊發現，一種名為SID - 1的蛋白質，它是利用dsRNA進行資訊傳遞的「守門員」，同時也在跨代基因調控中發揮作用。當研究人員移除SID - 1蛋白質時，他們意外地發現線蟲在將基因表達的變化傳遞給後代方面變得更為出色。事實上，這些變化持續了超過100代，即使線上蟲中恢復了SID - 1蛋白質也是如此。

何塞指出：「有趣的是，在包括人類在內的其他動物中也能找到與SID - 1相似的蛋白質。瞭解SID - 1及其作用對人類醫學具有重要意義。如果我們能瞭解這種蛋白質如何控制細胞間的RNA傳遞，我們就有可能開發出更有針對性的人類疾病治療方法，甚至可能控制某些疾病狀態的遺傳。」

研究團隊還發現了一種名為sdg - 1的基因，它有助於調控「跳躍基因」——那些傾向於移動或複製到染色體不同位置的DNA序列。雖然跳躍基因可以引入可能有益的新基因變異，但它們更有可能破壞現有的序列並導致疾病。研究人員發現，sdg - 1位於一個跳躍基因內，但它產生的蛋白質可用於控制跳躍基因，形成一個自我調節的迴圈，從而防止不必要的移動和變化。

何塞解釋道：「這些細胞機制維持著微妙的平衡，就像恆溫器將房子保持在合適的溫度，既不會太熱也不會太冷，這實在令人著迷。這個系統需要足夠靈活，以允許一些『跳躍』活動，同時防止可能對生物體造成傷害的過度移動。」

何塞認為，團隊的發現為動物如何調控自身基因以及跨代維持穩定的基因表達提供了寶貴的見解。研究這些機制可能為未來人類遺傳疾病的創新治療方法鋪平道路。

展望未來，研究團隊計劃研究與不同型別dsRNA傳輸相關的機制，確定SID - 1的定位，以及為什麼某些基因會跨代調控，而其他基因則不會。何塞表示：「我們只是觸及了表面。我們的發現只是理解外部RNA如何導致可遺傳變化並持續多代的開端。這項工作將幫助科學家更好地理解如何更有效地為患者設計和提供基於RNA的藥物。」

參考文獻：《線蟲中雙鏈RNA的代際傳輸可限制可遺傳的表觀遺傳變化》，作者Nathan M Shugarts Devanapally、Aishwarya Sathya、Andrew L Yi、Winnie M Chan、Julia A Marre和Antony M Jose，2025年2月4日發表於《eLife》，DOI: 10.7554/eLife.99149。該研究得到了美國國家衛生研究院（獎項編號：R01GM111457和R01GM124356）和美國國家科學基金會（獎項編號：2120895）的支援。