希望能研究较高等有机体:如青蛙、老鼠和人的细胞中的基因活动的分子,生物学家们由于无能为力产生基因突变,常常妨碍他们的工作。对于用细菌分析基因功能方面,他们不可能使用标准的遗传工作方法。
然而现在研究已经开始用新的方法来弥补这种不足。而且可能很快地在较高等有机体的细胞中析出这种特别基因的表示方式——实际上可以随意地产生基因突变。
在一次现代研究会上论述了稍有差别的两项成果。用抑制转译阻止基因表达的目的,从属主要步骤用基因表示。第一步是复制基因为信使RNA(mRNA),之后,核酸信息被转译就形成蛋白质。转译可能被防止,而新的结果可以表现出来。采用输入细胞补充结构中的RNA到信使RNA作为“蛋白质”。这种补充的RNA——即反意RNA被称为材料——保证信息并使它免于转译。
在哈佛大学道格拉斯密尔顿实验室中研究的方法,目的在于阻止早期胚胎的转译。密尔顿(Melton)在其早期实验中已经使用青蛙卵。所使用的青蛙卵不按常规制造β球蛋白,可是只要用β球蛋白mRNA注射的话,就一定会制造出β球蛋白。研究人员发现:“如果首先对(青蛙)卵注射RNA补充球蛋白信息的话,这种蛋白质的合成可能被阻止。”密尔顿说:“这种反意RNA在卵中混合杂交球蛋白信使RNA就完全可以阻止它的转译。”
这种β球蛋白信息的转译不是用组蛋白信使反意RNA来阻止的,这是一种特别的结果。然而,密尔顿还未能表明技术可以用来阻止内生卵信使RNA的转译。
哈佛大学研究人员的方法是依靠于准确制造有效数量反意RNA的能力,他用接触适当的无性系(克隆)基因做这一切 · 在转化结构中,加上较高活动和较高准确的病毒启动子:SP6鲑鱼类噬菌体启动子,因为基因转化,正常的不可转移线被复制为RNA,因此就产生补充这种基因的通常信使。
西雅图治癌中心的弗 · 霍金生(F. Hutchison),华 · 温恰勃(H. Weintraub)、焦 · 依桑特(J. Izant)和他们的同事在研究的过程中采用附加启动子转化基因也可用作为反意RNA的源泉。而这些研究者认为:把基因直接输入转化为靶细胞,然后用靶细胞制造RNA本身。温恰勃小组表明他们的方法是在人工培养细胞中减少降低转译基因病毒酶胸疳激酶的编码的表达方式。
反意RNA的作用再一次表明非常特别。
“到目前为止西雅图研究人员还不完全懂得抑制结构。”温恰勃说:“反意RNA(用结合新形成的信息)可能在核中活动或者导致其衰变或者防止其输出发生蛋白质合成相细胞质,或者两者必居其一,反意RNA可能在细胞质中活动,直接阻止转译。”
由哈佛和西雅图研究工作者们研究的方法具有不同的强度。注射了RNA的话,可能迅速破坏反意RNA的生产可能在细胞中或多或少维持不定数的,已经获得转化基因,“这种模式总在那里。”温恰勃说。
正如密尔顿所指出的,早期胚胎情况几乎很少或者没有mRNA。要求用不同方法探讨早先存在的器官的mRNA的物质,已经在复制细胞后的细胞质存在受精,指向几乎所有蛋白质合成。通过细胞分裂、卵裂。因而细胞得到特别(研制)发展的结构。开始约定命运的天数。密尔顿指出(结局)“在早期所有重要行动在录制之前已开始在胚胎之中。”如果在胚胎中内发的mRNA的转译能用注射适当的反意RNA的(方法),并可以阻止的话,就会通过注射β - 球蛋白信使的转译。胚胎学者将会(用)有新的方法,不同意这种物质信使RNA的功能。为了防止转译反意RNA而不阻止完全(信息)信使。温恰勃和依桑特发现病毒胸疳激酶合成可能用一个DNA抑制,确定RNA只有50基本派对长。并且保证转译RNA切片接近信使RNA的开端。在自然界中是有这种抑制型的先例的。例如哈佛大学罗伯特 · 西蒙斯和朗赛克列克纳尔以及纽约大学在斯托尼 · 勃拉克的马赛奥雷 · 伊诺和他的同事们已经发现短RNA切片环节,用阻止转译法可以调节细菌基因,目前伊诺小组又设想了一种方法:用人工降低在细菌中的有规则的反意RNA,从而可以阻止特别基因的表现。
温恰勃推测用这种短反意信使RNA的方法可能有一天是有用的,用基因代替“治疗”方法,如果他能用特别中止不完全的基因,那么,一种好的新基因产生信息信使没有可能保证有缺陷的反意信使RNA的范围,因而不受影响,可以引入细胞供给所期望的蛋白质,然而基因代替型在不久将来还不能实现,如果与此同时基因功能的分析保持为反意RNA方法上的最大潜力。
[Science,1984年8月]