深入非编码的“沉默区域”
在人类基因组中，数以千计的RNA分子被编码出来，其中不仅包含经典的蛋白编码RNA，还包括一类较少人了解的长链非编码RNA（lncRNA）。这些“沉默的分子”尽管不会被翻译成蛋白质，却在生物体内广泛存在，参与着各种复杂的生物过程。然而，绝大部分lncRNA的功能至今仍笼罩在谜团之中，少数被发现的功能也五花八门：它们有的能够捕获微小RNA（miRNA），有的可以阻止蛋白质合成，还有些会形成生物分子凝聚体，甚至有少数能编码微肽。
虽然已有许多lncRNA被生物信息学手段预测出具备潜在的功能，但验证这些功能的实验通常需要逐一进行，进展缓慢。此前，研究者们尝试通过CRISPR-Cas9技术在基因组范围内筛选功能性lncRNA，然而此方法存在局限性——Cas9对基因组的作用往往会影响到lncRNA邻近的蛋白编码基因，产生不希望的干扰。因此，如何实现精准靶向和高通量筛选成为了一大挑战。
纽约大学梁雯薇团队的研究突破
在最近发表于《Cell》的一项突破性研究中，来自纽约大学的梁雯薇（Wen-Wei Liang）团队采用了RNA靶向的CRISPR-Cas13技术，首次在转录组范围内系统筛查了人类细胞中的长链非编码RNA，揭示了它们在细胞生存中扮演的核心角色。这篇名为“Transcriptome-scale RNA-targeting CRISPR screens reveal essential lncRNAs in human cells”的论文，为lncRNA研究打开了全新视角。研究团队通过CRISPR-Cas13技术精确靶向约6200种lncRNA，覆盖了五种不同的人类细胞系，识别出46种具有广泛重要性的lncRNA以及超过700种在特定环境下至关重要的lncRNA。
核心发现：独立而至关重要的lncRNA
在这一研究中，梁雯薇团队不仅发现了广泛必需的lncRNA，还揭示了这些lncRNA大多独立于其邻近的蛋白编码基因发挥功能。这一发现令人意外，表明lncRNA并非仅仅是“随波逐流”的基因副产物，而是有着独立的调控作用。通过单细胞转录组分析，研究团队进一步确认，lncRNA的缺失会导致细胞周期停滞甚至驱动细胞凋亡。这一发现对于理解非编码RNA在细胞生存中的作用至关重要。
在癌症与发育中的动态表达
通过对近9000个原发性肿瘤样本的分析，研究团队发现这些关键lncRNA在不同组织发育和癌症进展中存在显著的动态表达变化。一些lncRNA的表达水平与肿瘤患者的存活率显著相关，成为潜在的生物标志物和治疗靶点。此类lncRNA的动态表达提示其在不同细胞状态下具有多重功能。
CRISPR-Cas13筛查——深入探究lncRNA的“暗物质”
通过CRISPR-Cas13的RNA靶向特性，研究团队实现了不干扰基因组上邻近蛋白编码基因的精准lncRNA筛查。这种筛查方法的优势在于，它仅影响特定的RNA转录本，而不会对基因组中的其他元素产生连带效应，从而确保lncRNA功能的独立性。在此基础上，研究团队首次全面绘制了人类细胞中lncRNA的功能性图谱，明确了哪些lncRNA在不同细胞系和环境中对细胞生存具有关键作用。
lncRNA的独立性——超越邻近基因的调控功能
研究进一步揭示了lncRNA的独特属性：多数关键lncRNA在发挥作用时独立于其邻近的蛋白编码基因。研究团队通过单细胞转录组分析发现，许多关键lncRNA的缺失会直接导致细胞周期停滞，甚至促使细胞凋亡。这一发现将传统的lncRNA“随附”蛋白编码基因的观念推翻，表明它们是具有独立调控作用的分子。
lncRNA在发育和癌症中的角色——动态而多面
研究团队在9000多个肿瘤样本中发现了lncRNA的动态表达，显示其在不同组织和癌症类型中扮演着多面角色。这些lncRNA的表达与癌症患者的存活率相关，具有成为生物标志物和治疗靶点的潜力。这一发现不仅为癌症研究提供了新的视角，也提示了lncRNA在发育过程中的重要性，为后续的生物医学研究指明了方向。
总结
梁雯薇团队的这一研究通过CRISPR-Cas13技术的转录组规模筛查，揭示了lncRNA在细胞生存、发育和癌症进展中的核心角色。这一研究不仅开创了lncRNA功能研究的新方法，还为未来的治疗策略提供了潜在的靶点和生物标志物。
