长非编码RNA：种类丰富、功能待研究

我们都知道，基因在体内会转录成RNA，继而翻译成蛋白质，从而执行各种生物过程。但在20世纪70年代，科学家们发现基因中存在着非编码序列，这些序列不能编码蛋白质，所以科学家将这些序列称为“垃圾DNA”（junk DNA）。不过很快，科学家们发现了来自非编码序列的转录本。起初这些非编码的RNA只是被看作基因转录的“噪声”，是RNA聚合酶Ⅱ转录的副产物，不具备生物学功能。

1981年自我剪接核酶被发现，不仅为生命起源于“RNA世界”的假说提供了分子证据，而且预示了在细胞中存在大量具有催化功能的调控RNA。到20世纪90年代，“人类基因组计划”启动，很多物种的基因组序列测定完成，人们从而了解了基因组中非编码序列的组成与结构。

21世纪以后，随着转录组研究的开展，人们发现大约80%的DNA序列能转录成RNA，这远比编码蛋白质的mRNA多得多。也就是说，数目巨大、种类繁多的非编码RNA，占细胞中RNA的绝大部分。

其中，长链非编码RNA（lncRNA）是一类转录本长度超过200nt的RNA分子，它们并不编码蛋白质，而是以RNA的形式在多种层面上（表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等层面上）调控基因的表达水平。关于长非编码RNA究竟是一种普遍的转录“噪声”，还是一种功能组件，起初非常具有争议性。它们在模式生物之间序列保守性差、表达量低，因而被猜测可能是由一些低保真性聚合酶产生的转录本，而并不具有真正的功能。(https://www.xing528.com)

然而，这种猜测被越来越多的深度测序分析以及lncRNA功能研究排除了。首先，长非编码RNA的启动子区域以及剪接位点，与蛋白质编码基因具有一定的相似性。其次，尽管序列保守性相对于mRNA较低，但是长非编码RNA发挥作用，可能并不依赖于序列上严格的保守性，而是依靠二级空间结构。并且近年来的研究表明，lncRNA参与了X染色体沉默、基因组印记以及染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要的调控过程。lncRNA的这些调控作用，也开始引起人们广泛关注。

虽然目前确定的长非编码RNA大量涌现，但是绝大部分长非编码RNA在生命活动中的具体调控机制与功能模式，仍需进一步研究。目前，有关lncRNA的研究主要集中在人、小鼠等哺乳动物中。在果蝇中研究较少，但随着高通量测序技术的不断发展，越来越多的果蝇lncRNA被发现，有关果蝇lncRNA的报道快速增长。各种研究表明，lncRNA可以参与调控果蝇的性别决定过程、果蝇的运动行为和攀爬能力、雄性果蝇的求偶行为、果蝇的睡眠、果蝇的X染色体失活以及果蝇的精子发生等多个生物学过程。

近年来非编码RNA的研究持续升温，非编码RNA的相关研究成果多次入选美国《科学》（Science）杂志的年度十大科技突破。特别是2010年12月的《科学》杂志在评选进入21世纪后第一个10年内的十大科学突破时，非编码RNA领域被放在了第一位。一个崭新的、巨大的非编码核酸的世界，正展现在我们面前，等待着我们去探索和挖掘。