【锚定2035·院士谈科学报国】我国非编码RNA研究

　　从脱氧核糖核酸（DNA）到核糖核酸（RNA）再到蛋白质，遗传学的“中心法则”用3种物质精准而简洁地描述了遗传信息传递过程。这是所有生命活动调控的基础。

　　随着科学研究的不断深入，科学家发现了新问题。“中心法则”描述的DNA、RNA、蛋白质这3种物质在数量上并没有和预期的一致。人的蛋白质编码基因大约有2万个，但蛋白质的种类却超过5万个；在所有的RNA中，98%都是没有编码蛋白质的非编码RNA。新问题引发了新思考：这些不参与编码的RNA，到底发挥了什么作用？

　　2012年前后，我和科研团队发现，越来越多的研究表明，这些非编码RNA在生命活动调控的各个方面发挥着重要作用。

　　我曾参加过“人类基因组计划”，看到这些研究深受启发。研究非编码RNA对了解生命调控的本质不可或缺，这个领域不仅重大，也是生命科学研究的前沿热点。国际上相关研究刚刚起步，中国科学家一定有机会走在前面！

　　中国科学院院士、中国科学院生物物理研究所研究员陈润生

　　于是，我萌生了提出国家自然科学基金重大研究计划的想法。因为该计划支持某一个领域方向，持续时间长，有利于科研人员厚积薄发产出重大成果。

　　经过层层遴选，2014年，“基因信息传递过程中非编码RNA的调控作用机制”重大研究计划立项。科学家们凝练出核心科学问题的4个方向，包括与遗传信息传递过程相关的非编码RNA，特别是长非编码RNA基因的鉴定与功能解析；与遗传信息传递相关的非编码RNA的生成、加工、修饰及代谢机制；非编码RNA与其他生物分子的相互作用、调控网络及其结构基础；非编码RNA研究的新方法和新技术。

　　接下来，在该重大研究计划的支持下，我国科学家围绕这些科学问题开展了艰苦卓绝的攻坚，并且取得了一系列亮眼的成果。

　　例如，科研人员发现了许多新的非编码RNA，其中包括os-piRNA、SPA lncRNA、risiRNA、bktRNA等4类新型非编码RNA，以及内含子自连型、内含子套索型、外显子—内含子连接型等3种新亚型环形RNA。同时，科研人员还通过一系列研究揭示了它们生成、代谢与行使功能的多种重要分子机制。

　　这些工作不仅是孤立地发现了一些非编码RNA，还把这些新发现的RNA归成不同类别，使原创成果由“点”构成了“面”。

　　科研人员创建了非编码RNA研究急需的新技术与新方法，包括15种RNA和蛋白质互作研究新技术以及17种RNA修饰研究新技术。这些原创性技术突破为深入解析非编码RNA的结构、修饰和功能奠定了方法学基础，其中多项技术解决了领域瓶颈问题，达到了国际领跑水平。

　　“工欲善其事，必先利其器”，正是这些新技术的发展大力推动了非编码RNA的原创研究进程。原创技术与原创成果二者相辅相成、缺一不可，成为我国在这一领域收获的“硬币两面”。

　　与此同时，科研人员为进一步利用非编码RNA治疗疾病和提高农业生产开展了探索，面向国家重大需求，为保障我国的国民健康和粮食安全奠定了基础。例如，在医学方面，科学家通过建立一套整合组学策略，发现了多个参与调控不同生物学过程的肝癌相关非编码RNA。

　　特别是科学家发现了新的基于血清的微小RNA的肝癌标志物，并于2022年成功实现技术转让，在临床上开展应用推广，主要用于肝癌、小肝癌、早期肝癌、甲胎蛋白（AFP）阴性肝癌的早期诊断。

　　在农业方面，科学家揭示了非编码RNA调控水稻光敏不育和生长发育的关键作用。围绕水稻中雄性育性受光照调控的现象，科研团队在非编码RNA中寻找答案，最终发现，决定水稻光敏感雄性不育的关键因素是长非编码RNA——PMS1T，其点突变即可导致水稻光敏不育。这项发现解决了困扰水稻育种学科30多年的关键科学问题。

　　今天，我们可以自信地说，中国非编码RNA研究实现了跨越发展，已经走上了国际舞台，并且初步确立了我国在非编码RNA研究领域的国际领先地位。

　　（作者系中国科学院院士、中国科学院生物物理研究所研究员陈润生，甘晓整理）