人们发现小鼠体内一种以前神秘的小RNA分子在基因表达中发挥着至关重要的作用，并且可能是新一类调节RNA中第一个被识别的成员。

RNA(核糖核酸)最出名的是信使 RNA (mRNA)，它将基因信息的副本从细胞核携带到可以被解码以制造蛋白质分子的地方。但 RNA 还执行其他关键功能，包括通过各种小型非编码 RNA(其基因序列不用于生成蛋白质)调节基因活性。

其中一种非编码 RNA 是称为 4.5SH 的小 RNA，仅在小鼠和大鼠等小型啮齿动物中发现。它由其基因的多个拷贝产生，导致每个细胞积累多达 10,000 个 RNA 分子拷贝。

北海道大学 Shinichi Nakakawa 教授领导的研究小组发现了 4.5 SH RNA 的新作用——在 mRNA 成熟过程中避免小鼠 DNA 中的突变。他们的研究结果发表在《分子细胞》杂志Molecular Cell上。

“4.5SH RNA 于 20 世纪 70 年代被发现，尽管它在多种组织中含量丰富且存在，但其功能在 40 多年来一直是个谜，”中川说。

为了了解其作用，研究人员在小鼠胚胎中制造了突变，消除了 4.5SH 的产生，发现这会导致胚胎阶段的早期亡。

“众所周知，小鼠基因组中编码必需蛋白质的基因存在许多致命突变，”中川解释道。 “4.5 SH RNA 能够大量解这些突变——本质上，它是一种防止突变的天然基因疗法。”

4.5SH RNA的结构分析表明它由两个模块组成。一个作为传感器来发现异常序列，另一个则引入一种工具，通过称为选择性剪接的过程来防止异常序列掺入 mRNA 中。

“据我们所知，这是天然产生的 RNA 的第一个例子，它可以以明确的开/关方式调节选择性剪接，”中川说。 “我们的研究还表明，此类非编码 RNA 的很大一部分可能参与控制选择性剪接。”

研究人员还能够使用 4.5SH 设计一个可编程分子系统，可以以选定的方式操纵细胞中的剪接。这可能成为基因工程的一种新的有用工具。

“我们的发现表明，有可能开发出新的基因治疗药物，通过修改 4.5 SH RNA 的传感器模块，仅识别特定的基因突变，因此我们或许能够阻止与疾病相关的性区域的表达，”Nakakawa 解释道。