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尝试过基因检测的健康人一定遇到过这样的情况。

检测报告里写到:“正常人群患XX癌症的概率是7%,你体内有XX突变,患癌症的概率是14%,同时有12%可能秃头。”

你心里一定有个疑问“我到底有没有患癌症?”

当我们谈论基因检测的时候,谈论的其实是DNA检测。我们忽略了RNA,它是基因检测中缺失的重要一环。但是,这一环也许会告诉你有没有患病。

今天给大家介绍一家也做基因检测的公司,它就是位于美国加州的Cofactor Genomics。之所以要介绍这家公司,是因为它捡起了基因检测中缺失的一个关键环节,它这一举动有可能开了基因检测领域的另一个先河–circRNA诊断。至于circRNA诊断是个什么东西,先按下不表,稍后你就会知道。

我们注意到这家公司的原因是,今年7月21日Cofactor Genomics对外宣布它获得了美国国立卫生研究院(NIH)150万美元的资助。当然150万美元对于一家生物技术公司来说,算不得什么。但是,我认为NIH资助的象征性意义,要远远大于这点金钱带来的好处。NIH资助的Cofactor Genomics的原因也很简单,越来越多的研究表明circRNA与包括冠状动脉疾病、帕金森病、精神疾病、癌症在内的疾病,有重大的关系。目前已经有研究表明circRNA可以作为生物标志物诊断某些疾病。

好了,先一起来看看circRNA诊断是什么,以及它的重要性。

其实介绍这家公司,让我挺头疼的。在咱们国家,大家都还没有明白DNA诊断,现在又冒出来一个circRNA诊断,真不知从何说起。

现在大家基本上都知道我们的生老病死是跟基因有关的。但是基因这个东西就是信息啊,并不直接参与生老病死。这个信息是沿着DNA→RNA→蛋白质,一级级传递,最终由蛋白质实现我们的生命功能的(比如,你的指甲,你的肌肉,都主要是蛋白质构成)。你要是还不理解,我就只能给你打比方了。

如果将一个公司的结构简化成三级,顶级的决策层、中间的管理层、下面的执行层。那么,公司的信息(或者决策)就会沿着这个层级流动,最终完成任务。现在我们通过DNA检测诊断疾病,就类似于通过分析公司上层的决策文件,了解任务能不能完成。如果上层决策文件出了问题,任务自然完不成。这就是DNA检测可以诊断疾病的原因。脑子活的朋友肯定立马会问,上层的决策文件没有问题,任务就一定会完成吗?当然不是,你还得看中间管理层不是?如果管理层这里出了问题,任务一样完不成。这就是DNA检测的缺陷,这正是RNA检测的优势。

我们知道在一个公司决策层可以只有一个人,但是管理层却是一大帮人。我们的细胞里面也是这样,DNA就是DNA,但是RNA却有一大帮。我们暂且不扯那么多,一是因为本文不涉及,而是怕把大家绕晕了。本文只讲mRNA(信使RNA,messenger RNA)、circRNA(环状RNA,circular RNA)和miRNA(小RNA,micro RNA)。

如果我们把mRNA比作是直接对蛋白质下达命令的管理层,那么miRNA和circRNA就是辅助下令的谋士。只不过miRNA是保守的文官,总是说“主公(mRNA),此事万万做不得呀!”;circRNA则是激进的武官,总会说“主公(mRNA),我等誓死拥护你的决定!”(但是,这里要申明一下,并不是所有的“主公”都有“谋士”。至于“主公”的“谋士”是怎么来的,为什么来,这个现在恐怕只有造物主知道。)

circRNA不在的时候,miRNA黏到对应的mRNA阻止蛋白质的生成

circRNA出现,拖走miRNA,mRNA合成蛋白质

mRNA没有人类那样的思考能力,它不知道到底该不该像女娲那样,制造没脑子的苦力蛋白质去干活。但是,如果保守的文官miRNA一直抱着他的大腿,那么mRNA就没工夫制造蛋白质,事情就做不了(专业术语叫“基因的表达被抑制了”);要是激进的武官circRNA过来把黏在mRNA身上的miRNA全部拖走,mRNA就会立马制造蛋白质,蛋白质就不分对错的开始干活(专业术语叫“基因的抑制被解除了”)。你现在明白了吗?

下面再举几个具体的例子,让我们看看circRNA和miRNA跟癌症的关系。

BCL2基因是一个癌基因,它与白血病、淋巴瘤和前列腺癌的发生密切相关。在正常的情况下,BCL2基因的mRNA表达被相应miRNA黏住了,所以基因不表达,癌症不发生;但是如果对应的circRNA出现了,那么miRNA就被活活拖走了,BCL2基因的mRNA就开始女娲造人般的制造蛋白质,这些蛋白质促进细胞的癌变,悲剧就发生了。

再来看看大名鼎鼎的抑癌基因P53,很多癌症的发生都与它的苦力蛋白质无法合成有关(当然,P53蛋白功能缺失的原因有很多,我们不一一介绍)。现在有研究已经发现了拖住P53基因mRNA的miRNA,这个时候如果对应的circRNA出现,P53基因mRNA就可以顺利制造蛋白质了,细胞癌变就会被阻止。

由上面两个例子不难看出,circRNA并无好坏之分,最终circRNA解除miRNA对基因表达的抑制,带来的后果,是跟对应基因的功能直接相关的。

现在你大概能够明白,circRNA检测可以诊断疾病的原因了。如果你懂了,却觉得打的比方、举得例子不够严谨,请你不要挑刺,我也不接受挑刺。你懂得就好。

但是,你心里也许还有另外一个疑问,“既然circRNA如此重要,你们早干啥去了,怎么到现在才开始检测这个?”

这个说来也挺委屈的,真不怪科学家们啊!实际上早在1991年就在人体内发现了circRNA,但是当时认为你这个家伙太稀少了。一直以来都被大家所忽视,直到2012年斯坦福大学的Julia Salzman发现circRNA在人体大量存在,这一改变教科书级的事实才大白于天下。紧接着2013年两篇重量级研究circRNA功能的文章发表在《Nature》上。研究circRNA的热潮开启了,越来越多的研究证明circRNA和很多疾病都有关系。

创立于2008年的Cofactor Genomics公司,是由参与人类基因组计划的科学家创办的,他们主要从事于RNA的测序,多年来已经积累了很多的测序经验。然后在目前研究circRNA的大背景下,Cofactor Genomics于今年率先转型,希望利用circRNA诊断疾病。当然,目前Cofactor Genomics的产品还处于研发阶段,不过第一阶段的研发工作已经顺利完成,NIH资助的是他们第二阶段的研发工作。预计明年会有产品上市。

当然,你不要以为我是在贬低DNA检测,实际上DNA检测和RNA检测一样重要,circRNA诊断是DNA诊断的一个重要的补充。

最后,祝Cofactor Genomics公司研发顺利,产品尽早上市,造福人类。

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—— 找生物

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