分子侦察机
还记得小时候玩过的一种空战棋吗?这种棋里级别最低的棋子是侦察机，谁碰上它都可以把它吃掉。但是如果你主动拿侦察机去碰敌子，就可以获得一个猜棋的机会，猜对了就可以把它吃掉，不管它级别多高。
“RNA干扰”其实就是一种分子侦察机，它的功能和空战棋里的侦察机很相似，但是过程正好相反，先把对方吃掉，再来猜对方是哪路货色。为什么要这么做呢?因为在分子的世界里，很多事情都和我们熟悉的宏观环境不一样，必须换一个角度去思考才能理解。
分子侦察机要侦察的“敌人”就是大名鼎鼎的基因。众所周知，基因是由一种名叫DNA的分子组成的，DNA分子是一条长链，由4种不同的链条交替排列组成。DNA的主要功能就是负责编码蛋白质，不同的排列顺序决定了DNA编码哪个蛋白质。问题是，生物体内的DNA很多都是没用的，也就是说，它们不负责编码任何蛋白质，所以科学家把它们叫做“垃圾DNA”。
以目前的技术条件，判断一段陌生的DNA到底是有用的基因还是没用的垃圾已经不是难事，只要检查一下这段序列是否连续不间断，前面有没有负责启动基因的“启动子”序列，后面有没有终止符号，就可以得出肯定的结论。但是，要想知道这个基因是干什么的，那可就难上加难了。科学家可以按照这段DNA的顺序找出它负责编码的那个蛋白质，然后研究这个蛋白质。可目前研究蛋白质的技术手段远不如DNA先进，需要克服的技术障碍很多。
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那么就换一个思路。众所周知，要想了解某件东西的价值，最有效的办法就是把这东西拿走，看看没了它地球还转不转。对付基因也可以用这个办法，把某个基因除掉，然后看看细胞的新陈代谢会发生什么变化。这个办法几乎是万能的，无论在宏观还是微观世界里都通行。因此在过去很长的一段时间里，科学家就是这么干的。
可是，这个办法说起来容易，做起来很难。当你面对的是微观的分子世界的时候，不可能像在宏观世界里那样，拿把剪刀，瞄准地方，咔嚓一剪就完事了。其实，分子生物学家倒是有几种“聪明”的剪刀可以特异性地剪切DNA，这就是大名鼎鼎的“限制性内切酶”。毫不夸张地说，没有这种酶，分子生物学就不会存在。但是，这种酶的种类还不够多，目前还不能做到随心所欲地指哪剪哪。而且这种酶只能用在体外DNA上，如何把剪好的DNA再导入细胞也是一个大问题。
强攻不行，就得想办法智取。最常用的智取之法就是找个奸细，从敌人内部下手。也就是说，必须想办法让细胞自己来剪。原来，DNA在复制时会发生基因重组，就是两段相似的基因互相交换DNA。科学家们利用这个原理，在实验室合成出一段人工DNA，在需要研究的那段基因上做点手脚，其余部分都正常。然后，科学家把这段假的人工DNA导入细胞，细胞一不留神，没有发现这段DNA被做过手脚，照样发生了基因重组，原来正常的DNA序列就会被科学家做过手脚的DNA序列代替了，其结果就是某个特定的基因被“杀死”了。
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这事说起来容易，做起来可并不简单。细胞不是那么好骗的，有时需要试验很多次才能得到一个重组的细胞。不过，科学家正是用这个笨办法，发现了很多基因的功能，这个名为“基因去除”(Gene Knockout)的办法为生物学的发展立下了汗马功劳。
说了半天老办法，为的是说明新办法的好处。为了说明新办法，必须先来解释一下什么是RNA。RNA的主要功能就是做为DNA的“信使”，这个“信使RNA”就是蛋白质合成的模板，它把DNA中储存的信息“翻译”成相应的蛋白质。换句话说，RNA扮演了一个“中介”的角色。
1998年，两位美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛发现一种双链RNA可以有选择性地降解信使RNA，于是相应的蛋白质就没法合成了。也就是说，与那个蛋白质相对应的基因被杀死了，这和“基因去除”有异曲同工之妙，却比“基因去除”简单多了。
两位科学家把这种现象称为“RNA干扰”，意思是说RNA干扰了正常的蛋白质合成。符合条件的“干扰RNA”其实很小，通常只有25-30个“链条”。“链条”的专业名称叫做“碱基对”，因为这些链条一般总是成双成对地出现的。干扰RNA必须和信使RNA的序列一致才会起作用。比如一段信使RNA的顺序是“好好冷热热坏冷坏冷坏”，那么干扰RNA则必须是“坏坏热冷冷好热好热好”。
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前文说过，基因组中的“链条”种类只有4个，也就是说只有4种碱基对。但这4种碱基对的随机组合却可以产生出无数种变化，随便抽取一段25-30个碱基对构成的DNA序列，其顺序几乎是独一无二的，也就是说，完全一致的顺序出现在另一个基因里几率非常小。因此，科学家可以很方便地设计出一小段具有特定的顺序的“干扰RNA”，然后把它导入细胞里，专一性地“干扰”某个基因的表达，这就等于把这个基因彻底关闭了。
读到这里，你应该明白分子侦察机是怎么一回事了吧?没错，这个干扰RNA(正式的名称是RNAi)完全可以被科学家拿来当侦察机使。因为人工合成一段RNA是很容易做到的事情，成本很低。从此，只要科学家知道了某个基因的序列，就可以针锋相对，设计一个RNAi出来，再把它们(一定是复数，因为需要的量很大)导入细胞里去，就可以有选择性地杀死这个基因，不让它表达成相应的蛋白质。然后科学家们研究一下这个细胞发生了哪些变化，就可以大致判断出这个基因到底是干什么的了。
这个方法发明出来之后，极大地方便了科学家研究基因的功能。难怪今年的诺贝尔生理学奖颁给了发现RNAi的两位美国科学家，因为他们发明了目前世界上最有效的分子侦察机。
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依据相似的原理，科学家还可以利用分子侦察机来发现隐藏的敌人。举个例子：假如北京市发生了一起谋杀案，警察一般都是先从死者的亲戚朋友入手，看看死者最近是否有什么仇人，不行的话再逐渐扩大调查范围。只有傻子才会怀疑每个北京居民，挨个调查他们案发那天是否去过谋杀现场。但是，在分子世界里，我们必须换一种思维方式。于是，这种“笨”办法反而是最可行的。
原来，科学家掌握了一种随机合成RNA的方法，也就是说，他们可以合成出一个RNA库，里面包含几乎所有可能出现的碱基顺序。这个方法说起来神秘，其实一点也不复杂，只要在合成时每一步都加入等量的4种碱基，让它们随机地加在RNA链条的后面就可以了。然后，只要把这个RNA库和细胞共同培养，并控制条件，让每个培养细胞内只引入一种RNA，就算大功告成了。最后，科学家依据某个指标筛选这些细胞，找出受到某种特定影响的那个，再研究一下到底是哪个RNA被导入到这个细胞里面，就可以找出造成这种变化的基因是什么。
通俗地讲，这个方法就等于把每个北京人都盘查一遍，找出案发时刻恰好在出事地点的那个人，他一定就是凶手。很显然，这个方法在宏观世界里完全不可行，但在微观世界里却是行之有效的一种手段，因为大规模的细胞培养和筛选已经不是什么难事了。目前世界上已经有很多实验室在开展这方面的研究，并找出了很多致病基因。
那么，接下来的问题自然是：既然找出了致病基因，能不能再用RNAi来治病呢?确实，已经有科学家在尝试，但是从目前的情况看，RNAi距离治病还有一段距离。主要的原因是RNAi的功效不太专一，即使顺序发生一点偏差也能起到部分效果。比如上面说的那段顺序，如果有个基因有段顺序是“好好冷热热坏冷坏冷好，只有最后一个字母不对，那么这个RNAi很可能会部分地杀死这个基因。这种不专一性在做研究时问题还不火，但用到临床就不行了。西医治病讲究准确严谨，如果一种药吃下去虽然能治病，但没准还能干点别的，那么这种药是不可能被批准上市的。
看来，这个分子侦察机的侦察技术还不成熟，必须等到科学家找到了提高精度的办法，侦察机才有可能变成轰炸机。, 百拇医药
“RNA干扰”其实就是一种分子侦察机，它的功能和空战棋里的侦察机很相似，但是过程正好相反，先把对方吃掉，再来猜对方是哪路货色。为什么要这么做呢?因为在分子的世界里，很多事情都和我们熟悉的宏观环境不一样，必须换一个角度去思考才能理解。
分子侦察机要侦察的“敌人”就是大名鼎鼎的基因。众所周知，基因是由一种名叫DNA的分子组成的，DNA分子是一条长链，由4种不同的链条交替排列组成。DNA的主要功能就是负责编码蛋白质，不同的排列顺序决定了DNA编码哪个蛋白质。问题是，生物体内的DNA很多都是没用的，也就是说，它们不负责编码任何蛋白质，所以科学家把它们叫做“垃圾DNA”。
以目前的技术条件，判断一段陌生的DNA到底是有用的基因还是没用的垃圾已经不是难事，只要检查一下这段序列是否连续不间断，前面有没有负责启动基因的“启动子”序列，后面有没有终止符号，就可以得出肯定的结论。但是，要想知道这个基因是干什么的，那可就难上加难了。科学家可以按照这段DNA的顺序找出它负责编码的那个蛋白质，然后研究这个蛋白质。可目前研究蛋白质的技术手段远不如DNA先进，需要克服的技术障碍很多。
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那么就换一个思路。众所周知，要想了解某件东西的价值，最有效的办法就是把这东西拿走，看看没了它地球还转不转。对付基因也可以用这个办法，把某个基因除掉，然后看看细胞的新陈代谢会发生什么变化。这个办法几乎是万能的，无论在宏观还是微观世界里都通行。因此在过去很长的一段时间里，科学家就是这么干的。
可是，这个办法说起来容易，做起来很难。当你面对的是微观的分子世界的时候，不可能像在宏观世界里那样，拿把剪刀，瞄准地方，咔嚓一剪就完事了。其实，分子生物学家倒是有几种“聪明”的剪刀可以特异性地剪切DNA，这就是大名鼎鼎的“限制性内切酶”。毫不夸张地说，没有这种酶，分子生物学就不会存在。但是，这种酶的种类还不够多，目前还不能做到随心所欲地指哪剪哪。而且这种酶只能用在体外DNA上，如何把剪好的DNA再导入细胞也是一个大问题。
强攻不行，就得想办法智取。最常用的智取之法就是找个奸细，从敌人内部下手。也就是说，必须想办法让细胞自己来剪。原来，DNA在复制时会发生基因重组，就是两段相似的基因互相交换DNA。科学家们利用这个原理，在实验室合成出一段人工DNA，在需要研究的那段基因上做点手脚，其余部分都正常。然后，科学家把这段假的人工DNA导入细胞，细胞一不留神，没有发现这段DNA被做过手脚，照样发生了基因重组，原来正常的DNA序列就会被科学家做过手脚的DNA序列代替了，其结果就是某个特定的基因被“杀死”了。
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说了半天老办法，为的是说明新办法的好处。为了说明新办法，必须先来解释一下什么是RNA。RNA的主要功能就是做为DNA的“信使”，这个“信使RNA”就是蛋白质合成的模板，它把DNA中储存的信息“翻译”成相应的蛋白质。换句话说，RNA扮演了一个“中介”的角色。
1998年，两位美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛发现一种双链RNA可以有选择性地降解信使RNA，于是相应的蛋白质就没法合成了。也就是说，与那个蛋白质相对应的基因被杀死了，这和“基因去除”有异曲同工之妙，却比“基因去除”简单多了。
两位科学家把这种现象称为“RNA干扰”，意思是说RNA干扰了正常的蛋白质合成。符合条件的“干扰RNA”其实很小，通常只有25-30个“链条”。“链条”的专业名称叫做“碱基对”，因为这些链条一般总是成双成对地出现的。干扰RNA必须和信使RNA的序列一致才会起作用。比如一段信使RNA的顺序是“好好冷热热坏冷坏冷坏”，那么干扰RNA则必须是“坏坏热冷冷好热好热好”。
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前文说过，基因组中的“链条”种类只有4个，也就是说只有4种碱基对。但这4种碱基对的随机组合却可以产生出无数种变化，随便抽取一段25-30个碱基对构成的DNA序列，其顺序几乎是独一无二的，也就是说，完全一致的顺序出现在另一个基因里几率非常小。因此，科学家可以很方便地设计出一小段具有特定的顺序的“干扰RNA”，然后把它导入细胞里，专一性地“干扰”某个基因的表达，这就等于把这个基因彻底关闭了。
读到这里，你应该明白分子侦察机是怎么一回事了吧?没错，这个干扰RNA(正式的名称是RNAi)完全可以被科学家拿来当侦察机使。因为人工合成一段RNA是很容易做到的事情，成本很低。从此，只要科学家知道了某个基因的序列，就可以针锋相对，设计一个RNAi出来，再把它们(一定是复数，因为需要的量很大)导入细胞里去，就可以有选择性地杀死这个基因，不让它表达成相应的蛋白质。然后科学家们研究一下这个细胞发生了哪些变化，就可以大致判断出这个基因到底是干什么的了。
这个方法发明出来之后，极大地方便了科学家研究基因的功能。难怪今年的诺贝尔生理学奖颁给了发现RNAi的两位美国科学家，因为他们发明了目前世界上最有效的分子侦察机。
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依据相似的原理，科学家还可以利用分子侦察机来发现隐藏的敌人。举个例子：假如北京市发生了一起谋杀案，警察一般都是先从死者的亲戚朋友入手，看看死者最近是否有什么仇人，不行的话再逐渐扩大调查范围。只有傻子才会怀疑每个北京居民，挨个调查他们案发那天是否去过谋杀现场。但是，在分子世界里，我们必须换一种思维方式。于是，这种“笨”办法反而是最可行的。
原来，科学家掌握了一种随机合成RNA的方法，也就是说，他们可以合成出一个RNA库，里面包含几乎所有可能出现的碱基顺序。这个方法说起来神秘，其实一点也不复杂，只要在合成时每一步都加入等量的4种碱基，让它们随机地加在RNA链条的后面就可以了。然后，只要把这个RNA库和细胞共同培养，并控制条件，让每个培养细胞内只引入一种RNA，就算大功告成了。最后，科学家依据某个指标筛选这些细胞，找出受到某种特定影响的那个，再研究一下到底是哪个RNA被导入到这个细胞里面，就可以找出造成这种变化的基因是什么。
通俗地讲，这个方法就等于把每个北京人都盘查一遍，找出案发时刻恰好在出事地点的那个人，他一定就是凶手。很显然，这个方法在宏观世界里完全不可行，但在微观世界里却是行之有效的一种手段，因为大规模的细胞培养和筛选已经不是什么难事了。目前世界上已经有很多实验室在开展这方面的研究，并找出了很多致病基因。
那么，接下来的问题自然是：既然找出了致病基因，能不能再用RNAi来治病呢?确实，已经有科学家在尝试，但是从目前的情况看，RNAi距离治病还有一段距离。主要的原因是RNAi的功效不太专一，即使顺序发生一点偏差也能起到部分效果。比如上面说的那段顺序，如果有个基因有段顺序是“好好冷热热坏冷坏冷好，只有最后一个字母不对，那么这个RNAi很可能会部分地杀死这个基因。这种不专一性在做研究时问题还不火，但用到临床就不行了。西医治病讲究准确严谨，如果一种药吃下去虽然能治病，但没准还能干点别的，那么这种药是不可能被批准上市的。
看来，这个分子侦察机的侦察技术还不成熟，必须等到科学家找到了提高精度的办法，侦察机才有可能变成轰炸机。, 百拇医药