DNA 和相關的細胞機制是由某些非編碼 RNA 收集和組織的，在這個模型中(zhōng)，每個區(qū)域都以不同顔色的軟糖形狀顯示。信用(yòng)：由 Inna-Marie Strazhnik 提供

人類基因組可(kě)以被認為(wèi)是一個龐大的圖書館，包含超過 20,000 種不同的“說明手冊”：您的基因。例如，有(yǒu)些基因包含構建腦細胞、皮膚細胞、白細胞等的信息。甚至有(yǒu)些基因包含有(yǒu)關調節基因組本身的信息——比如解釋如何組織圖書館的書籍。調節基因表達的能(néng)力——換句話說，細胞開啓或關閉各種基因群的能(néng)力——是不同細胞（如肌肉細胞或腦細胞）具(jù)有(yǒu)不同形式和功能(néng)的基礎。

對于任何對讀者有(yǒu)用(yòng)的庫，都需要以易于搜索的方式進行組織。例如，與世界曆史有(yǒu)關的所有(yǒu)書籍可(kě)能(néng)都在一個書架上，而烹饪書可(kě)能(néng)在圖書館的完全不同的部分(fēn)。在細胞核中(zhōng)，有(yǒu)超過 6 英尺長(cháng)的遺傳物(wù)質(zhì)堆積在比人類頭發的寬度小(xiǎo) 50 倍的空間中(zhōng)。原子核中(zhōng)的“圖書館”是如何組織的？當一個細胞需要調節某些基因時，細胞機器如何在 20,000 個其他(tā)基因中(zhōng)找到正确的？

生物(wù)學(xué)教授 Mitchell Guttman 實驗室的一篇新(xīn)論文(wén)使用(yòng)了一種強大的新(xīn)工(gōng)具(jù)，可(kě)以窺探細胞遺傳物(wù)質(zhì)（DNA和RNA）的世界，以找到這些問題的答(dá)案。

由前格特曼實驗室研究生 Sofia Quinodoz（PhD '20）領導——現為(wèi)普林斯頓大學(xué)Hanna Gray 博士後研究員——該團隊發現非編碼 RNA 分(fēn)子負責在細胞核内建立“隔室”并引導關鍵分(fēn)子到基因組中(zhōng)的精(jīng)确區(qū)域。非編碼 RNA 是不編碼蛋白質(zhì)的分(fēn)子，而是具(jù)有(yǒu)一系列對生物(wù)學(xué)家來說仍然很(hěn)神秘的功能(néng)。在圖書館的類比中(zhōng)，非編碼 RNA 分(fēn)子充當組織不同基因組和與它們相互作(zuò)用(yòng)的機制的“架子”。

了解遺傳物(wù)質(zhì)如何在空間上組織是了解生命基本運作(zuò)的關鍵部分(fēn)。細胞核内的功能(néng)障礙是許多(duō)疾病的标志(zhì)，包括癌症、神經退行性疾病等。

Guttman 實驗室開發的強大工(gōng)具(jù)使這項研究成為(wèi)可(kě)能(néng)，該工(gōng)具(jù)可(kě)以詳細查看 RNA 世界，稱為(wèi) RD-SPRITE（通過标簽擴展對相互作(zuò)用(yòng)的 RNA 和 DNA 拆分(fēn)池識别）。本質(zhì)上，RD-SPRITE 的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是根據 RNA 和 DNA 分(fēn)子的位置，用(yòng)微小(xiǎo)的獨特條形碼标記它們。然後分(fēn)析條形碼可(kě)以告訴您哪些分(fēn)子位于細胞内的哪些位置。

“這個工(gōng)具(jù)是我從研究生時代就夢想的東西。Sofia 能(néng)夠做到這一點非常了不起，”Guttman 說。“它改變了我們在 RNA 世界中(zhōng)可(kě)以看到的東西。這就像開發一個新(xīn)的顯微鏡；你可(kě)以開始看以前看不到的東西。就我們能(néng)夠在這些數據中(zhōng)發現的内容而言，這一關于 RNA 和組織的發現隻是冰山(shān)一角。”

該團隊計劃使用(yòng) RD-SPRITE 來比較健康細胞和疾病細胞類型之間細胞核的空間組織，以了解基因表達和細胞核的物(wù)理(lǐ)結構如何在疾病狀态下受到影響。

參考文(wén)獻：Sofia A. Quinodoz、Joanna W. Jachowicz、Prashant Bhat、Noah Ollikainen、Abhik K. Banerjee、Isabel N. Goronzy、Mario R. Blanco、Peter Chovanec、Amy 的“RNA 促進細胞核中(zhōng)空間隔室的形成” Chow、Yolanda Markaki、Jasmine Thai、Kathrin Plath 和 Mitchell Guttman，2021 年 11 月 4 日，細胞。
DOI: 10.1016/j.cell.2021.10.014

這篇論文(wén)的标題是“RNA促進細胞核中(zhōng)空間隔室的形成”。Sofia Quinodoz 是該論文(wén)的第一作(zuò)者，共同第二作(zuò)者是加州理(lǐ)工(gōng)學(xué)院博士後學(xué)者 Joanna Jachowicz、研究生 Prashant Bhat 和前博士後學(xué)者 Noah Ollikainen。除 Guttman 外，其他(tā)合著者包括前研究生 Abhik Banerjee、研究生 Isabel Goronzy、研究科(kē)學(xué)家 Mario Blanco、前博士後學(xué)者 Peter Chovanec、高級研究科(kē)學(xué)家 Amy Chow、加州大學(xué)洛杉矶分(fēn)校的 Yolanda Markaki、前研究技(jì )術助理(lǐ) Jasmine Thai 和 Kathrin加州大學(xué)洛杉矶分(fēn)校的普拉斯。資金由霍華德(dé)休斯醫(yī)學(xué)研究所、美國(guó)國(guó)家科(kē)學(xué)基金會、美國(guó)國(guó)立衛生研究院、加州大學(xué)洛杉矶分(fēn)校-加州理(lǐ)工(gōng)學(xué)院醫(yī)學(xué)科(kē)學(xué)家培訓計劃、美國(guó)癌症協會、南加州大學(xué)醫(yī)學(xué)博士/博士課程。