凭借其优雅的双螺旋和丰富的遗传文字，DNA已成为核酸的宠儿。然而，它并非都是强大的。为了让DNA发挥其潜力 - 使基因成为蛋白质 - 必须先将其转录成RNA，这是一种需要强烈关注和指导的精致分子。

罗伯特和哈里特海尔布伦教授Robert B. Darnell说：“基因表达要比开关更复杂。”“整个调控层都改变了基因产生的蛋白质的质量和数量。其中很多都发生在RNA的水平上。”

在大脑中，RNA作为基因调控器的工作对于确保在正确的时间制造正确的蛋白质至关重要;当这个过程出错时，后果可能很严重。达内尔的实验室最近发现，大脑对中风的反应取决于对亚型RNA的精确调节;他们还了解到影响基因调控的突变是自闭症谱系障碍的一些原因。

基因组的小帮手

虽然DNA被卡在细胞核内，但RNA却相当活跃。在大脑中，所谓的信使RNA可以在神经元之间的连接处被发现，称为突触，它们被转化为影响大脑信号传导的蛋白质。该过程受另一类RNA(称为miroRNA)的调节，其可以响应于脑中的动态变化而快速促进或抑制蛋白质产生。

在细胞报告中描述的最近实验中，Darnell和他的同事在模拟中风后跟踪小鼠脑中的microRNA活性。他们使用一种称为交联免疫沉淀或CLIP的技术，发现中风可以显着减少一小部分称为miR-29的microRNA。通常，这些分子限制了两种叫做GLT-1和水通道蛋白的蛋白质的产生。研究人员发现，当miR-29水平下降时，这些蛋白质的产量高于正常量。

GLT-1负责去除额外的谷氨酸，这是一种在中风期间大量产生的化学物质，如果不加以控制会对大脑造成伤害。因此，这种蛋白质的产生增加似乎减轻了与中风相关的脑损伤。另一方面，水通道蛋白增加会加剧组织肿胀，进一步威胁已经受到危害的大脑。简而言之，miR-29s的下降似乎同时有助于并阻碍中风恢复。好消息是，更好地理解这两个过程的工作原理可能会指导新的和非常精确的医疗工具的开发。

“这项研究提出了治疗中风的潜在药物靶点，”Darnell说。例如，通过用药物人工诱导更多的GLT-1 mRNA，你可以调节被吸收的谷氨酸的量并减少对大脑的损害。

隐蔽突变

为了理解导致人类疾病的原因，研究人员经常寻找基因突变 - 也称为DNA的“编码”区域 - 导致功能失调的蛋白质的产生。然而，这种一般策略仅适用于在家庭中运行并由特定蛋白质不规则性驱动的疾病，而某些复杂情况则不然。例如，虽然研究已经确定了许多不同的编码突变，这些突变有助于自闭症谱系障碍(ASD)和癫痫的发展，但这些突变一起只占大约四分之一到三分之一的病例。

因此，研究人员开始寻找DNA的非编码区域的不规则性 - 这些区域不直接编码蛋白质，但是这些RNA的作用是调控基因。曾经被认为是“垃圾DNA”，现在已知这些区域对于确定细胞产生哪种蛋白质，产生何种蛋白质以及产生何种数量至关重要。根据Darnell的说法，分析非编码DNA对于理解不遵循传统遗传模式的疾病特别有用。

“有些条件有遗传因素，但它们没有简单的家谱，你可以根据父母的基因构成预测孩子患病的几率，”Darnell说。“所以你需要一种不同的方法来确定哪种类型的突变是这种疾病的基础。”