RNA家族，目前认为细胞内有rRNA、mRNA、tRNA、miRNA和lncRNA五类。rRNA是最多的，是核糖体的组成成分（原文遗忘这句，后经过biofans提醒补充）。mRNA则是最有名的，它们是信使RNA，主要作用是作为遗传密码的信使，将基因密码从细胞核传递到细胞浆，并和核糖体配合，细胞将按照密码信息合成规定的蛋白。这个过程被称为中心法则。在合成蛋白的过程中，还有另一个RNA非常重要，是负责将一个个氨基酸送到规定密码序列上的转运RNA。本来这两类已经足够强大了，在很长一段时间，科学家没有注意到另外两类RNA也具有重要的作用。一个是miRNA另一个是最近发现的lncRNA。从它们的特点上看，这些分子非常类似于太空科学中的暗物质或暗能量，不是发挥主干作用，但发挥协调作用。这些作用对生命现象来说，是准确性和灵活性的理想模式，可能更为重要。关于这两类分子的比较，看到一篇文章很不错，分享给大家。

       DNA、RNA和蛋白质都存在很多非主流类型，例如非编码序列，调节RNA和假酶，甚至有可能存在假蛋白，似乎目前没有类似的糖和脂肪，也许就有。细胞的功能对人类来说仍很神秘，似乎我们已经很熟悉其结构和功能，但新的调节模式不停发现，说明我们太不了解细胞了。不了解细胞更谈不上了解组织和器官，更不要说整个生命。不过把细胞的结构和功能最终弄明白是理解生命最基本的工作。

曾经，人们认为转录组主要由mRNA所组成，而高通量测序技术的发展和ENCODE项目为我们揭开了一个完全不同的世界。非编码RNA才是真正的主角。除了那些众所周知的RNA（如tRNA、rRNA），许多不同类型的调控RNA也进入我们的视线。

长链非编码RNA（lncRNA）是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子，它们不编码蛋白。lncRNA的表达受到发育调控，是组织和细胞特异的。相当一部分lncRNA只位于细胞核内。它们包含许多类型的转录本，在结构上类似mRNA，有时也转录成编码基因的反义转录本。lncRNA被认为执行了重要的调控功能，也与疾病发展息息相关。

lncRNA的功能

lncRNA可通过与DNA/RNA结合或与蛋白结合而行使其功能。一些lncRNA实际上是某些调控RNA（如microRNA或piwi RNA）的前体。与miRNA不同的是，lncRNA没有一种普遍的作用模式，它以许多不同的方式来调控基因表达和蛋白合成。研究发现，一些lncRNA参与了基因调控的基本过程，包括染色质修饰和结构以及直接的转录调控。基因调控可能以顺式（cis）或反式（trans）发生。lncRNA的转录后功能包括调控RNA加工事件，如剪接、编辑、定位、翻译和降解。

对于lncRNA在胚胎发育中的作用，Broad研究院的Mitchell Guttman曾这样描述，维持全能性的蛋白和促进分化的蛋白就像战士。它们各司其职，但需要一些东西来协调他们的行动。lincRNA则被认为是队长，带领不同蛋白，协同作战。

随着研究的深入，参与发育过程的lncRNA也不断被发现。据《Cell》杂志报道，麻省理工学院等机构的研究人员发现了一种新型的长链非编码RNA，称为勇敢的心（Braveheart，简称Bvht），它在哺乳动物发育过程，心血管发育谱系维持方面发挥了重要作用1。而Whitehead研究所的科学家也发现了10个在脂肪细胞发育中扮演重要角色的lncRNA。

最近人们试图根据lncRNA功能所涉及的分子机制来进行分类。据此，lncRNA可分为以下四种类型：

Signal archetype（信号原型）：作为转录活性的分子信号或指示剂
Decoy archetype（诱饵原型）：与其他调控RNA或蛋白结合并隔离
Guide archetype（指导原型）：指导核糖核蛋白复合物定位到特定目标
Scaffold archetype（支架原型）：作为相关分子元件（蛋白和/或RNA）组装的平台

lncRNA与疾病

既然lncRNA有如此多的功能，那么它在疾病发生发展中发挥作用，也就不足为奇了。研究已发现lncRNA在多种癌症中差异表达，包括白血病、乳腺癌、肝癌、结肠癌和前列腺癌。lncRNA失调的其他疾病还包括心血管疾病、神经系统疾病和免疫介导的疾病。

今年年初，德国的研究人员发现了长链非编码RNA（MALAT1）促进肺癌转移的机制，并在《Cancer Research》杂志上发表了这一成果2。他们在体外培养的肺癌细胞中几乎完全沉默了MALAT1，发现它调节了许多与癌转移有关的基因。通过对MALAT1的阻断，他们有望开发出抑制癌转移的疗法。

去年底，第二军医大学的研究人员也揭示了一种与肝癌微血管浸润相关的长链非编码RNA，以及其促进血管生成的分子机制。这一lncRNA或可作为肝切除术后患者无复发生存率不良的预测因子。该研究成果发表在著名肝脏疾病杂志《Hepatology》上3。之前，这一课题组的研究人员也曾发现lncRNA-HEIH在乙型肝炎病毒（HBV）导致的肝癌（HCC）发生中起重要作用。

lncRNA数据库

lncRNA数据库对于lncRNA的研究也很关键。Broad研究院的John Rinn及其同事曾编撰了一份lincRNA目录，其中涉及到8000多条人lincRNA。对于每个lincRNA，目录提供了超过30条性质，包括序列、结构和蛋白关联4。而lncRNA db作为专门的lncRNA数据库，提供了真核生物长链非编码RNA的全面注释（http://www.lncrnadb.org/）。

此外，北京大学的研究人员也于去年底发布了首个长链非编码RNA疾病数据库（LncRNADisease）。这一数据库收录了160多种和长非编码RNA有关的疾病，并集成了一个生物信息学工具用以预测新的人类长非编码RNA和疾病的关系。

既然lncRNA如此重要，相信很多研究人员都希望开展这方面的研究。至于如何研究lncRNA，且听下回分解。（生物通 余亮）

参考文献：

1. Klattenhoff CA, Scheuermann JC, Surface LE, Bradley RK, et al. Braveheart, a long noncoding RNA required for cardiovascular lineage commitment. Cell 2013 152(3): 570-583.

2. Tony Gutschner, Monika Hämmerle, Moritz Eißmann, Jeff Hsu et al. The non-coding RNA MALAT1 is a critical regulator of the metastasis phenotype of lung cancer cells. Cancer Res 2012. PMID: 23243023

3. Sheng-Xian Yuan, Fu Yang, Yuan Yang, Qi-Fei Tao, et al. Long noncoding RNA associated with microvascular invasion in hepatocellular carcinoma promotes angiogenesis and serves as a predictor for hepatocellular carcinoma patients' poor recurrence-free survival after hepatectomy. Hepatology. 2012 Dec;56(6):2231-41.

4. Cabili, M.N., C. Trapnell, L. Goff, M. Koziol, B. Tazon-Vega, A. Regev, and J.L. Rinn. 2011. Integrative annotation of human large intergenic noncoding RNAs reveals global properties and specific subclasses. Genes Dev. 2011 Sep 2.