每個(gè)生命物體本身都有個(gè)生物鐘。核酸、小核酸等生物技術(shù)研究專(zhuān)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),除了人本身可以調(diào)節(jié)生物鐘外,反義RNA也能調(diào)節(jié)生物鐘。
結(jié)構(gòu)為單鏈核苷酸序列的信使RNA(Messenger RNA,mRNA),被稱(chēng)為“正義”,因?yàn)樗鼙黄谱g,合成基因產(chǎn)物,也就是蛋白質(zhì)。象DNA一樣,mRNA也能形成雙鏈結(jié)構(gòu),其另一條鏈的堿基序列與第一條鏈互補(bǔ);第二條鏈被稱(chēng)為反義鏈,因?yàn)樗膲A基序列是“正義”信息的相反信息。當(dāng)mRNA形成含有一條反義鏈的雙鏈結(jié)構(gòu)時(shí),信息的翻譯就會(huì)被關(guān)閉,正義鏈因而也就不再能夠被破譯,形成蛋白質(zhì)產(chǎn)物。
隨著科學(xué)家識(shí)別出越來(lái)越多的反義RNA,他們開(kāi)始意識(shí)到這些RNA可能對(duì)多種過(guò)程都有影響。在一次研究中發(fā)現(xiàn),他們發(fā)現(xiàn)了反義RNA與生物鐘定時(shí)機(jī)制之間一個(gè)出人意料的聯(lián)系。在研究鏈孢霉孢子發(fā)育時(shí),Dunlap 和Loros分離出形成大多數(shù)生物的生物鐘基礎(chǔ)的分子元件。他們發(fā)現(xiàn)晝夜循環(huán)用像鐘表轉(zhuǎn)動(dòng)指針一樣的方式重新設(shè)定了生物鐘。生物鐘的機(jī)械裝置,也就是一個(gè)生物振蕩器,是通過(guò)鏈孢霉生物鐘基因和一個(gè)反饋環(huán)復(fù)合體中的蛋白之間微妙平衡的相互作用來(lái)規(guī)定振蕩頻率的。
如果相似的環(huán)境因子既調(diào)節(jié)正義也調(diào)節(jié)反義轉(zhuǎn)錄物,那么頻率基因反義RNA的作用可能就是通過(guò)限制生物鐘對(duì)極端環(huán)境應(yīng)答來(lái)維持準(zhǔn)確的時(shí)間。同樣,其他反義RNA可能也與維持其它生物的內(nèi)部生物鐘的穩(wěn)定性有關(guān)。
達(dá)特茅斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究生物鐘的遺傳學(xué)家為探究一種特殊形式的RNA--反義RNA阻斷蛋白質(zhì)編碼基因的信息的作用打開(kāi)了另一扇窗戶(hù)。
他們發(fā)現(xiàn)反義RNA似乎調(diào)節(jié)著驅(qū)動(dòng)模式生物--鏈孢霉24小時(shí)晝夜循環(huán)的生物鐘中的核心定時(shí)基因。鏈孢霉另一廣為人知的名字是面包霉。
核酸小核酸研究專(zhuān)家Dunlap說(shuō) :我們發(fā)現(xiàn)了頻率基因產(chǎn)生的一個(gè)長(zhǎng)RNA反義轉(zhuǎn)錄物,已知該基因編碼的是對(duì)于鏈孢霉生物鐘的正常運(yùn)行十分重要的因子。這個(gè)反義轉(zhuǎn)錄物以相反的方向運(yùn)行,顯然不會(huì)編碼蛋白質(zhì),因此它的實(shí)際作用目前還是一個(gè)未知數(shù)。它可能只是阻斷翻譯,也可能破壞了正義信息。反義轉(zhuǎn)錄物已發(fā)現(xiàn)了許多,但它們通常相當(dāng)小,一般只有20到25個(gè)堿基,但這次發(fā)現(xiàn)的反義RNA卻相當(dāng)大,將近5,000個(gè)堿基。
經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)論證,核酸小核酸研究人員確定,在正常的生活在黑暗之中的鏈孢霉株系中,頻率基因的反義轉(zhuǎn)錄物的水平隨頻率基因的正義轉(zhuǎn)錄物循環(huán),它們可由光誘導(dǎo)。然而,在發(fā)生突變,喪失光誘導(dǎo)反義RNA能力的株系中,生物鐘的時(shí)間延遲了,光設(shè)置的生物鐘也發(fā)生了改變。