植物遺傳物質(zhì)影響人類?

　　菜葉和果實(shí)被牙齒大卸八塊，在腸胃里粉身碎骨。這個(gè)過程釋放出的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類進(jìn)入人體，通過血液循環(huán)被發(fā)配至身體各處，給人體添磚加瓦。這可能不是故事的全部，南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的張辰宇教授及其研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，植物中的一些小分子能夠進(jìn)入人體，并反客為主，調(diào)節(jié)人體的基因活性，以更主動的方式影響人體生理活動。這些囂張的小分子就是微小核糖核酸（微小RNA，miRNA）。
　　對于DNA，人們?nèi)缃褚巡辉倌吧?，它被稱為生物的“生命天書”，其中存儲了足量的遺傳信息；RNA作為遺傳信息的載體，負(fù)責(zé)將“生命天書”的內(nèi)容翻譯出來，合成蛋白質(zhì)后行使各項(xiàng)生理功能。
　　 微小RNA就是RNA家族的成員。顧名思義，微小RNA個(gè)頭很小，只有19～24個(gè)核苷酸，作為非編碼RNA，它不能被翻譯并最終生成蛋白質(zhì)，而是一種在進(jìn)化上比較保守的“基因調(diào)控者”。微小RNA不僅“個(gè)子小”，而且發(fā)現(xiàn)得很晚。直到1993年，科學(xué)家才在線蟲體內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)了微小RNA。2002年，植物的微小RNA才被找到。但不管對于植物還是動物來說，微小RNA對細(xì)胞的生長代謝都非常重要。不過，研究人員一直認(rèn)為，動、植物自產(chǎn)的微小RNA只供自身使用；從沒想過植物的也可能在人體內(nèi)存活，甚至履行殺手職責(zé)。因?yàn)檫@完全違背了生物學(xué)常識。事實(shí)到底是怎樣的呢？
　　
　　那些頑強(qiáng)的微小RNA
　　
　　為了實(shí)驗(yàn)植物的微小RNA究竟能否出現(xiàn)在人體中，張辰宇研究團(tuán)隊(duì)先后找來幾十個(gè)中國籍男女志愿者，抽取其血樣，試圖從里面尋找植物微小RNA的蹤影。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，真的有植物微小RNA活了下來！人的血液中至少藏匿著40種植物特有的微小RNA，而且含量還不低。
　　植物體內(nèi)原本有上千種微小RNA。一直以來，研究人員普遍認(rèn)為，食物中的任何核糖核酸，都會在人體的消化系統(tǒng)中被完全降解掉，任何外源性的核糖核酸都不可能完整存在于動物和人的血液及組織器官中，更不可能發(fā)揮調(diào)控作用。不過，張辰宇他們新發(fā)現(xiàn)的這40種微小RNA經(jīng)過消化道的歷練卻存活了下來，實(shí)屬不易，卻也令人驚異。
　　其中，兩種編號為156a和168a的尤為頑強(qiáng)，它們在人體中的濃度竟和人體內(nèi)原本存在的微小RNA濃度相當(dāng)。
　　這兩種微小RNA可是大有來頭的，它們在大米和大白菜中的含量最為豐富，尤以生米中最多，哪怕在煮熟的米飯中還能剩下近4成。然而，和以前研究者結(jié)論不同的是，在張辰宇團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)中，168a在小麥中卻不見蹤跡。
　　科學(xué)家既已在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)源自植物的微小RNA，不免疑惑它們究竟來自哪里？是否確實(shí)來自我們的日常飲食？它們在動物和人體內(nèi)又能起到什么作用呢？
　　
　　微小RNA跨越物種行使功能
　　
　　通過給小鼠喂大米（里面富含編號為168a的微小RNA），科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，小鼠血液和肝臟中的168a濃度值確實(shí)因飲食中168a的增加而增大了。
　　課題組于是準(zhǔn)備進(jìn)一步研究動物體內(nèi)增加的微小RNA，會對其產(chǎn)生怎樣的影響。要預(yù)測植物微小RNA的增加對動物可能造成什么樣的生理影響，我們得先明白微小RNA是如何工作的。在細(xì)胞里，DNA像寫滿遺傳信息的藍(lán)圖，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候被“復(fù)印”成信使RNA（MRNA），再由信使RNA去指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。微小RNA就像殺手，非常有目標(biāo)地找到自己要“謀殺”的信使RNA，讓它們沒法繼續(xù)變出蛋白質(zhì)。與人類世界中的殺手不同，微小RNA找目標(biāo)不靠照片，只要信使RNA上某些片段恰好能讓它們結(jié)合上去，這些信使RNA就被視為該死的目標(biāo)。那么，168a在動物體內(nèi)的“謀殺”目標(biāo)又是誰呢？
　　經(jīng)過序列比對，科學(xué)家們推測，168a在動物體內(nèi)確實(shí)有一個(gè)信使RNA目標(biāo)，這個(gè)信使RNA指導(dǎo)合成“綁架”低密度脂蛋白（壞膽固醇）的蛋白，綁架者主要分布在肝臟中。也就是說，如果微小RNA168a在動物體內(nèi)的濃度升高了，動物肝臟里的綁架者就少了，低密度脂蛋白的合成不受約束，在血液里的濃度就會慢慢累積變高。
　　通過實(shí)驗(yàn)，課題組果然發(fā)現(xiàn)，吃了大米后，小鼠體內(nèi)168a的濃度很快升高；幾天之后，實(shí)驗(yàn)對象血液中的低密度脂蛋白（壞膽固醇）也增加了。
　　或許有人會擔(dān)心，既然植物的微小RNA這么厲害，可以逃過腸胃的消化、降解，“跑”到人體的血液和組織器官里調(diào)控我們的基因表達(dá)方式，為避免植物對人體的調(diào)控，我們是不是以后都不能吃植物性食物了。張辰宇認(rèn)為，我們目前尚不用對此過于煩惱，因?yàn)槲⑿NA的調(diào)節(jié)還只是一種猜測。“這種現(xiàn)象要在人體內(nèi)成立，還需進(jìn)一步證明”。而且，“即使這種調(diào)節(jié)途徑是存在的，我們在億萬年演化中也一直被調(diào)節(jié)著”，身體早已適應(yīng)了。
　　不過，他也強(qiáng)調(diào)，低密度脂蛋白膽固醇確實(shí)被認(rèn)為是一種“壞”膽固醇。如果小鼠里的結(jié)果真能推演到人類身上，這或許能解釋為什么東方人雖然不胖，也會患糖尿病。因?yàn)橐环剿琉B(yǎng)一方人——東方人以稻米為主食，西方人則以小麥為主食。在他的實(shí)驗(yàn)中，能提高壞膽固醇含量的168a在小麥里并沒有被檢測出來。
　　由于目前生物體的實(shí)驗(yàn)還僅僅處于小鼠階段，很多問題人們尚不清楚，比如，微小RNA的跨“界”調(diào)節(jié)到底是通過什么機(jī)制發(fā)生的?？茖W(xué)家目前所做的研究僅僅表明，植物或許存在這樣一種途徑，來對動物的身體進(jìn)行調(diào)節(jié)。
　　
　　植物微小RNA可能如何作用于人體
　　
　　為了解被我們吃下去的植物微小RNA可能通過什么樣的機(jī)制調(diào)控動物體，課題組還探討了可能的機(jī)制。由于以前的實(shí)驗(yàn)證明，血液中的小囊泡可以把微小RNA裝載起來，運(yùn)送到身體其他部分，研究人員猜測，或許是小腸絨毛把游離在附近的來自植物的微小RNA吞進(jìn)去，包裹進(jìn)了小囊泡，再釋放到血管里。囊泡就能裝載內(nèi)容物隨血液循環(huán)而行。當(dāng)行至肝臟時(shí)，這些囊泡可能被肝細(xì)胞吸收，微小RNA由此被釋放，結(jié)合它的目標(biāo)信使RNA，進(jìn)而使得低密度脂蛋白綁架者減少，血液里的壞膽固醇濃度升高。
　　這個(gè)過程聽起來像偵探故事一樣激動人心。然而要想通過實(shí)驗(yàn)來證明卻非易事。直到現(xiàn)在，研究人員也未能在完整的生物體里證實(shí)這個(gè)猜想，只能說向這個(gè)方向做出了努力。他們把大量合成的168a微小RNA“喂”給體外培養(yǎng)的（也就是在平皿里培養(yǎng)的）人上皮細(xì)胞（小腸絨毛就是一種上皮細(xì)胞）。接著收集這些上皮細(xì)胞分泌的小囊泡。再轉(zhuǎn)移給在另一個(gè)平皿里培養(yǎng)的肝臟細(xì)胞。他們隨后發(fā)現(xiàn)，168a所對抗的綁架者在肝臟細(xì)胞里的數(shù)量果然減少了。
　　盡管上述細(xì)胞實(shí)驗(yàn)確實(shí)證明了研究人員所猜想的機(jī)制是可行的，但它畢竟只是在相互分隔的兩種培養(yǎng)細(xì)胞之間進(jìn)行的，而不是在生物體的層面上完成的，所以這套機(jī)制只是被初步驗(yàn)證，遠(yuǎn)非確鑿。想要準(zhǔn)確說明植物微小RNA對人體的作用機(jī)制，還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明。
　　不管怎樣，可以相信的是，在演化的尺度上，雖然動物同植物共同走過的歲月短得無足掛齒，在分類學(xué)上，它們也被歸納為完全不同的兩個(gè)物種，但動物和植物一直在用各種方式共同影響、彼此滲透，甚至傳遞信息。植物不只是面臨著被吃掉的命運(yùn)，同樣也可以影響、調(diào)控動物和人類。我們正絞盡腦汁，試圖參透這中間千絲萬縷的聯(lián)系?；蛟S微小RNA就是這樣一個(gè)自然界互相交流、共進(jìn)化、互相適應(yīng)的分子調(diào)節(jié)區(qū)。
　　【責(zé)任編輯】趙菲