小分子调节基因表达成功案例

　　

细胞的正常功能在很大程度上依赖于精细控制基因表达的能力，这是一个复杂的过程，通过这个过程，DNA中包含的信息被复制到RNA中，最终产生细胞中所有的蛋白质和大多数调节分子。如果把DNA想象成一本密密的技术手册，那么基因表达就是细胞从中提取有用信息的方法。

热那亚意大利理工学院(IIT)和格勒诺布尔欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究人员揭示了如何使用小分子调节这一过程。这项研究为未来确定直接作用于改变基因表达过程的基因突变或修饰的潜在药物奠定了基础，从而针对肿瘤或遗传疾病的发病。

该研究论文发表在《Nature Communications》杂志上，由分子建模和药物发现实验室首席研究员、热那亚IIT计算副主任Marco De Vivo和EMBL Grenoble小组组长Marco Marcia协调。

该结果是通过整合EMBL和结构生物学合作伙伴在生物化学、生物物理学和结构生物学方面的专业知识，并使用由EMBL和欧洲辐射同步加速器设施(ESRF)联合操作的自动化MASSIF-1光束线来提供该过程的X射线照片而实现的。这与印度理工学院的计算模拟专业知识相结合，可以研究所涉及分子的物理化学相互作用。

这项研究的重点是剪接——基因表达过程中的关键控制水平之一。剪接，顾名思义，是细胞中的分子机器“剪切和粘贴”特定RNA序列以产生功能版本的过程。这些“成熟”的RNA版本随后在细胞中执行各种功能，包括作为一组产生蛋白质的指令，或直接作为各种细胞过程的调节剂。分子建模和药物发现实验室首席研究员，热那亚IIT计算副主任Marco De Vivo说：“研究RNA剪接过程是非常复杂的，因为它涉及到化学反应和分子行为体，如RNA、蛋白质、离子和水分子。由于现代分子模拟技术，我们已经对发生的事情以及如何干预来调节剪接有了详细的了解。我们的研究已经使我们能够合成新的类药物分子，能够以一种新的、特定的、高效的方式调节剪接。”

事实上，印度理工学院和EMBL的研究人员在EMBL的技术和知识转移分支机构EMBLEM和印度理工学院专利局的支持下，最近也提交了一项专利，该专利描述了作为剪接调节剂的新型化合物。在未来，通过进一步改进这些化合物，有可能调节与缺陷或突变基因相关的特定蛋白质的产生。

“在近原子水平上可视化拼接调制是令人惊叹的。它使我们能够控制生活中最基本的反应之一。未来，我们将巩固我们的生物实验研究与合作者的化学和计算研究的成功整合，旨在实现一个雄心勃勃的目标:开发新药，如抗菌药和抗肿瘤剂。”

这项研究也是印度理工学院RNA旗舰计划的一部分，该计划致力于开发和应用新的基于RNA的技术。