本文来自微信公众号：墨子沙龙（ID：MiciusSalon），作者：陈玲玲，原文标题：《基因组暗物质：新型RNA的发现与功能探索 |陈玲玲》，题图来自：视觉中国
生物性状取决于基因。分子生物学中心法则认为，遗传信息DNA通过转录产生RNA，RNA通过翻译产生蛋白。在这个传统认知里，RNA是遗传信息DNA的“信使”，而蛋白质决定生物性状。
随着研究的深入，人们发现在哺乳动物转录组中，指导蛋白质合成的编码RNA（messengerRNA，mRNA）仅占2%左右，而其余是非编码RNA（non-codingRNA）。研究表明，非编码RNA不需要翻译产生蛋白质，就可以调控生物学过程。
非编码RNA的神秘和未知，一直以来都非常吸引陈玲玲。陈玲玲现在是中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的研究员，作为国际上早期从事长非编码RNA研究的科学家之一，自2011年回国后，一直在RNA领域内深耕细作。
多年以来，陈玲玲带领团队围绕非编码RNA开展了一系列基础研究，跳出了学界对长链非编码RNA定义的范式，创建并发展了新的研究技术和体系，发现了包括环形RNA、sno-lncRNA等新型RNA分子家族，并解析了这些不同分子家族在人体细胞中全新的加工和代谢途径，拓展了对未知RNA认知的边界。
陈玲玲也曾在职业发展的道路上有所踌躇，但是对于RNA世界的好奇和探索未知的热情还是让她选择了继续投身科研领域。从事非编码RNA研究多年，陈玲玲始终保持着对科研的热情，她将长链非编码RNA看作“基因组暗物质”，而自己和团队成员们则是在黑暗中努力求索的“解码人”。
回顾过去十余年，陈玲玲一直坚持在生命科学领域不断探索和创新。她也以自身为例告诉身边的女性：博士毕业不应成为女性职业的终结，而是一个新的起点。她一边履行着身为母亲的责任，一边作为科学家参与着激烈的国际竞争。“国际竞争没有男女之分，这时候，我不是女性科学家，我就是科学家。”她说。
近些年来，陈玲玲希望能在非编码RNA生物学基础研究方面实现更多的突破。在继续“解码”未知的RNA的同时，能够更深入地认识和解析这些新分子的生物学规律和功能，并发挥他们潜在的应用价值。
今年，陈玲玲又多了一个身份——党的二十大代表，作为基层党支部书记和二十大代表，国家对科技的重视令她备受鼓舞，也更加坚定了自己围绕国家战略需求、加强探索性基础研究的报国初心。
在近日的墨子沙龙“她力量”活动现场，陈玲玲带来了“新型RNA的发现与功能探索”的主题演讲，介绍了她在新型RNA领域的发现和研究工作。
被忽视的RNA
我们知道，生物性状取决于基因。分子生物学中心法则认为，遗传信息DNA通过转录产生RNA，RNA通过翻译产生蛋白。在这个传统认知里，RNA是遗传信息DNA的“信使”，而蛋白质决定生物性状。自从1958年，中心法则被提出，几十年来，在许多科学家的努力之下，人们对基因如何翻译成蛋白质的过程越来越清楚，多个诺贝尔奖成果都与其有关，可见中心法则的重要。
可是，在这种传统认知下，有个问题就很难解释——我们人类拥有的可以编码蛋白质的基因的数目，与模式生物——果蝇相当，大概都是在2万个左右，然而，我们人类基因组的大小却是模式生物的30倍左右。正如《科学》杂志上“125个科学问题”的第3问所提出的——为什么人类拥有如此少的蛋白质编码基因。
除了已知人体细胞拥有更加复杂的转录和转录后的调控，这里还不得不提另外一个庞大的分子家族——非编码RNA。非编码RNA本身不需要翻译产生蛋白质就可以调控生物性状。
人们对非编码RNA的研究可以追溯到上个世纪60年代，当时，人们发现了很多的持家非编码RNA，例如核糖体RNA、转运RNA （tRNAs）、snRNAs，还有snoRNAs等。这些RNA都在分子生物学中心法则过程中，发挥着非常重要的持家作用，没有这些RNA，就没有蛋白质的产生。
到了90年代初，人们在研究线虫和牵牛花的过程中，发现一些具有调控功能的小的非编码RNA，它们一般长度只是在20-22个核苷酸左右。随着研究的进行，本世纪初，很多具有调控功能的小非编码RNA陆续被发现，它们主要是通过互补配对，可以去沉默基因表达，也就是抑制蛋白质的表达。由于它们在基因治疗、基因功能、农作物改良中的重大意义，发现它的科学家已经因此于2006年获得诺贝尔医学奖。
几乎同一时间，又有一大类庞大的长非编码RNA分子，开始走入人们的视线。它们是一类含有大于200个核苷，但是却不编码功能性蛋白质或多肽的生物大分子。那么，他们的存在有什么意义？他们在干什么？这些问题激发了生物学家的兴趣，也吸引了我将研究的方向聚焦于此。
这就是我的研究对象——哺乳动物中存在的长链非编码RNA分子。2010年的《科学》杂志在 “本10年卓见”一文中将长链非编码RNA分子列为首位，它们被称为基因组的“暗物质”，之所以这样称呼，是因为人们不知道它们是什么，它们在做什么，充满了神秘和未知。
在我看来，环形RNA领域挑战和机遇并存——因为这些RNA是环形的，所以在方法学上就存在挑战。而又因为这些RNA是环形的，它们可能具有全新的功能和作用与机制。更重要的，环形RNA可能具有一些不同于线形RNA的免疫原性，更加稳定，有望作为一些新型的适配体以及新型的基因表达的一些模式。环形RNA分子有很多潜力值得我们去挖掘。
近些年来，我也尝试将先进的细胞生物学研究手段应用于RNA生物学的研究。在高分辨率的显微镜的帮助下，我们可以看到，几十到上百个叫做DFC层的结构单元，组成一个细胞核仁，这就是细胞核亚结构。细胞核是一个高度组织化的结构，里面除了含有我们所熟知的遗传物质DNA，还有很多具有不同功能的，由RNA和蛋白质组成的细胞核亚结构域。这些亚结构域的组织失调，也与很多疾病甚至是罕见病密切关联。
研究发现，特雷彻·柯林斯综合征，与核仁失衡有关；渐冻症，和细胞核亚结构小体——旁斑有关；这样的例子还有很多。而长非编码RNA是细胞核亚结构域的重要的组织者和调控者，它们的表达失常与细胞增殖异常和疾病的发生密切相关，未来有望为相关的疾病提供一些全新的诊疗的思路。
未来我们要突破已有的研究范式，进一步发展超高分辨技术，要进行实时动态的观测，和在体原位的研究。
总之，长非编码RNA和环非编码RNA，种类繁多、功能多样、机制彼此不同。未来我们会进一步去拓展RNA认知的疆界，去深入解析有不同功能的RNA分子的作用机制，也期望为相关的疾病提供RNA方向的一些诊疗的思路。
那么回到我们最初的问题——为什么人类拥有如此少的蛋白质基因？这是因为在灵长类尤其是人体细胞中，转录后加工产生了很多新型的非编码RNA。此外，即便对于一些人类和其它动物都有的基因，也有实验数据表明，人体细胞具有特殊的加工方式，可以让一些非编码RNA，产生一些特异的生物学功能。这些研究都提示人类或许拥有更多的具有生物学意义的长非编码RNA。
我的一点感悟
我总被问起对于科研的感悟，我认为主要有三点体会：一是，要做别人不敢做的，要做出自己的领域；二是不要重复自己做过的研究，才能一路向前；三是对自己认准的、重要的、关键的科学问题，要有“咬定青山不放松”的劲儿，围绕这些关键问题，可以不拘泥于研究手段。未来，我们希望可以让核糖核酸的基础前沿研究，更好地服务于人们的生命健康。
我常常还会被问到关于性别和职业的问题。我做博导已有十余年，我有过很多非常优秀的女学生，我想对女生说，我们女性有必须要承担的社会责任，但是，博士毕业不应成为女性职业的终结，而应该是一个新的起点。这一方面需要女性的自我激励和坚持，另一方面需要家庭成员相互支持。未来，面对激烈的国际竞争时，是不分男女的，所以我很多时候不想被描述成“女性科学家”，我只是科学家。
最后，我想说说关于兴趣的话题。兴趣和爱好是你最大的动力。回想我自己的求学经历，尽管我的确会对自然界的一些事情感兴趣，但我并不是一开始就笃定要成为一名科学家，所以我在美国读博士的时候同时读了MBA。兴趣爱好很重要，但我认为在求学阶段不需要急着去问你的兴趣爱好是什么，人生不同阶段有不同的感悟，就像有些画家天份早露，有些却是大器晚成的。我觉得重要的是坚持和认真，在你人生的每一个阶段把你手头上事情做好，同时不要囿于你眼前的东西，要拓宽你的视野，或许某些时候你就发现了真正感兴趣的事儿，让你想要去做。
作者简介：陈玲玲，中科院分子细胞科学卓越创新中心（原生化与细胞所）研究组长。2009年博士毕业于美国康涅狄格大学。从事核糖核酸（RNA）生物学研究，创建并利用新技术体系，发现sno-lncRNA、SPA和环形RNA等多种新型分子家族，揭示它们的生成加工与降解途径、参与细胞核亚结构功能和天然免疫调控、并与小胖威利征和自身免疫等疾病密切关联。曾获中国青年科技奖（特别奖）、科学探索奖、中国青年女科学家奖、国际RNA学会“Mid-Career Res Award”等学术奖励。
本文来自微信公众号：墨子沙龙（ID：MiciusSalon），作者：陈玲玲