RNA，曾经被认为是DNA和蛋白质之间的一个“中间人”，现在被公认为是一个阶段，许多调控过程可以在这个阶段上进行，以允许基因表达的灵活性，从而使细胞和组织发挥功能。

　　最近在《Plant Cell》杂志上发表的一项新研究中，宾夕法尼亚大学的生物学家使用来自人类和植物的材料，检测信使RNA（mRNA）的化学修饰，发现这些修改似乎在“mRNAs生存并被翻译成蛋白质、或被靶定用以降解”的过程中，发挥重要作用。延伸阅读：植物细胞核内RNA调控模式被确定。

　　他们的分析还发现，编码应激反应相关蛋白质的基因，比其他mRNA分子更可能被修改，表明这些修改可能提供了一种机制，在面对环境变化时，生物体通过这种机制动态地做出响应。

　　这项研究是由宾夕法尼亚大学艺术与科学学院生物学系的助理教授Brian D. Gregory及其实验室的研究生Lee E. Vandivier指导完成。共同作者还包括Gregory实验室的Rafael Campos和Ian M. Silverman、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的Pavel P. Kuksa和Li-San Wang。

　　生物体中存在的所有RNA序列被称为转录组；在这项研究中，研究人员想要检测表观转录组学（epitranscriptome），或可能影响基因表达的RNA分子序列的修饰。

　　Gregory开创了一些新技术来研究RNA是如何调节的，包括一种方法，称为PIP-seq，可识别与RNA结合蛋白相互作用的位点。在这项研究中，他和Vandivier及同事们，使用Gregory和Wang共同设计的另一种技术——HAMR，用于修饰的核苷酸的高通量注释。该方法允许RNA分子中的核苷酸识别，它们自DNA转录后就已被修改。

　　Gregory说：“随着这些变化，你增加了一个RNA分子可能具有的潜在化学性质。不是只有A、C、U和G，你有几乎所有你可能想到的变异。”

　　早期的研究发现了100多个这种类型的共价修饰，主要是存在于不编码蛋白质的RNA分子中，如转移RNA和核糖体RNA。

　　然而，在这项研究中，研究人员想要研究信使RNA上的修饰，负责将一段特定核苷酸序列翻译成特定氨基酸序列、用以构建蛋白质的瞬时分子。

　　使用HAMR技术，该研究小组调查了两个人类细胞系以及未成熟的拟南芥（典型的植物模式生物）花蕾的表观转录组。他们特别寻求那些改变Watson-Crick碱基配对边缘、或负责mRNA碱基配对能力的边缘的修饰。

　　他们从早期的研究中收集了三个不同的RNA库，并对此进行了HAMR分析：一种是由小RNA组成，一种是聚腺苷酸RNA，被认为是稳定的，一种是处于降解过程的RNA。

　　在这三种RNA文库中，他们发现，与其他两个RNA文库相比，降解mRNA文库有修饰的优势，从而表明修饰会引起降解，也可能是降解的一个后果。

　　Gregory说：“人们可能不考虑这些修饰，因为他们不考虑降解的RNA分子。但我们应该考虑，因为降解一个RNA分子是你如何调节它。当你想停止制造一个蛋白质时，你就会降解mRNA。”

　　在稳定的RNA分子中，研究人员发现，这些类型的修饰往往存在于选择性剪接区域。Vandivier说：“我们看到很多修饰，正好位于内含子中这些 元素的上面，对于剪接是必要的。从理论上讲，这些修饰可能会搞乱剪接机制。这是我们想进一步探讨的问题，因为选择性剪接可能在许多人类疾病中发挥作用。”

　　作为最后的测试，该研究团队进行了一项分析，以探究哪种基因特别富含在这些修饰中，并将它们与全部表达的mRNA转录本进行比较。 Vandivier说：“我们看到这个区域富集了应激反应以及细胞周期调控和细胞凋亡相关的基因。”这表明，在人类和植物中的这些修饰，与一些基因相关， 这些基因必须被严格调控，并在适当的时候被标记用以降解。

　　研究人员指出，他们的研究结果虽然有启发性，但是当涉及到“用高通量和计算技术研究RNA调控”的时候，它只是代表了冰山的一角。 Vandivier说：“一个简单的RNA文库可能包含多个隐藏层。有了这些新的高科技手段，我们就有了挖掘数据的方式，我们已经找到了更多的信息。”

　　Gregory说：“这项研究是重要的计算机辅助分析在生物科学领域中应用的一个很好例子。”在目前进行的研究中，该研究团队正在尝试确定这些修饰是如何产生的，它们是被靶定用于降解的mRNA分子的原因还是结果？并进一步探讨它们的功能性影响。