非编码RNA研究国际发展态势分析

1引言

非编码RNA(Non-codingRNA，ncRNA)是指不编码蛋白质的RNA，从长度上可分为小于50nt、50nt~nt、大于nt三种类型。已有研究表明，非编码RNA发挥了非常重要的生物学功能，参与了胚胎发育、干细胞维持、细胞分化、代谢、信号转导、免疫应答、癌症、衰老等几乎所有生理或病理过程的基因表达调控。非编码RNA也与重大疾病(如癌症、心血管疾病)、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)和慢性病(如糖尿病、高血压)等的发生有关，很多非编码RNA可作为药物治疗的潜在靶点。除此之外，由非编码RNA介导的RNAi技术与当下炙手可热的基因组编辑技术的CRISPR能够从基因沉默和基因组改造的角度对生物医学的发展作出重大贡献。非编码RNA研究既是生命科学的重要基础前沿，也是促进技术开发和实际应用的典型范例。

2数据来源与分析方法

文献部分利用WebofScience数据库，以所有已知的非编码RNA种类名称及其缩写形式作为关键词，检索SCI收录的生命科学相关学科分类文章，检索日期为年5月18日，文献类型选择Article和Review。采用此途径共检索获得相关文献篇，－年文献篇。

利用ThomsonDataAnalyzer(TDA)软件对检索的文献进行字段清洗与内容梳理，对年度、国家/地区、机构、关键词与被引频次等主要指标进行统计分析。利用CiteSpace软件，通过考察词频，将某段时间内频次变化率高的突发词(burstterm)从近年来大量的主题词中探测出来，进行引用与聚类分析，形成时间轴与词云(wordcloud)，用以说明学科的发展历程及前沿热点。

3非编码RNA学科发展态势

从非编码RNA的论文发表数量上来看，其学科发展大体分为三个阶段：萌芽期、发展期、快速增长期。－年，该领域的发文数量相对较少；进入年后，随着人类基因组计划的提出，非编码RNA逐渐引起人们的重视，发文数量稳步攀升；自年人类基因组计划草图完成以及非编码RNA在基因调控、基因沉默等生物学机制中重要作用凸显，相关领域的科研进展与学术研究进入快速增长期。

3.1国际发展态势

(1)第一阶段——萌芽

事实证明，RNA的研究浪潮往往是由DNA的某个重大突破所引起的。20世纪50年代，rRNA和tRNA作为最早的非编码RNA被人们所发现。此次发现并非偶然，正是由于年DNA分子双螺旋结构的解析引起了人们在转录和翻译水平对遗传信息的进一步解读，从而促进了这两类非编码RNA的发现。年，断裂基因的发现让人们认识到，在基因组水平的遗传信息编码并非是连续性的。随着snRNA的发现，从RNA转录后加工水平来解读遗传信息表达的过程及机制日渐明晰。年，Cech等研究原生动物四膜虫rRNA时，首次发现rRNA基因转录产物的I型内含子剪切和外显子拼接过程可在无任何蛋白质存在的情况下发生，该研究预示细胞中存在大量具有催化功能的调控RNA。起初，人们认为基因研究中最重要的对象是DNA和蛋白质，而RNA只起到传送DNA信息的作用，但RNA编辑现象的发现颠覆了这种认知。年，Benne等在锥虫动质体线粒体中发现了RNA编辑现象，自此打破了基因与蛋白质的线性传递规则，从而进一步证实非编码RNA能够调控遗传信息的表达。

(2)第二阶段——发展

年，该领域的相关论文仅篇，而年爆发式地增长至篇，并在此数量级上维持了10年左右的稳健发展。追本溯源，这是由于年人类基因组计划“横空出世”，揭开了人类基因组序列的神秘面纱，从而带动了该领域的进一步发展。20世纪90年代，通过其对人类基因组序列的测定与分析，科研人员在细胞中陆续发现各种新的非编码RNA。细胞中大量的非编码RNA的发现有力地证明非编码RNA结构与功能的多样性及复杂度，宣告了RNA组学新时代的到来。在这个阶段，snoRNA、miRNA与siRNA相关论文的产出比较突出。

20世纪90年代初期，科研人员在真核生物及古细菌中发现大量的snoRNA，构成了不断扩大的“snoRNA世界”。这类小型的非编码RNA分子主要包括C/Dbox、H/ACAbox、复合H/ACA与C/Dbox以及孤儿snoRNA等类别，能够引导rRNA或其他RNA的化学修饰(如甲基化)作用。

年，Lee等在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegan)中发现了第一个能时序调控胚胎后期发育的基因lin-4。时隔7年，Reinhart等同样在秀丽隐杆线虫中又发现了一个异时性开关基因let-7，并将这类基因所编码的能时序调控发育进程的小分子RNA称之为时序调节小RNA(smalltemporalRNA，stRNA)。随着技术的进步，越来越多的此类小RNA在多个物种中被发现。年，Science刊文报道在线虫、果蝇和人cDNA文库中鉴定出近百个与上述发现类似的小分子RNA，并将其统一命名为microRNA。这也是RNA领域研究的重要里程碑事件。miRNA通过与目标mRNA结合，进而抑制转录后的基因表达，在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序、疾病发生发展等方面起重要作用，具有极其重要的生物学功能与意义。

RNA干扰现象是年由Jorgensen研究小组在研究查尔酮合成酶对花青素合成速度的影响时所发现的。年，Romano和Macino在粗糙链孢霉中发现这样一个事实——外源导入基因能够抑制具有同源序列的内源基因的表达。年，Guo和Kemphues在线虫中也发现了RNA干扰现象。经过上述研究的铺垫，Fire等于年在Caenorhabditiselegan中发现，加入siRNA能够产生比正义或反义RNA更强的基因表达抑制效果，并将这种现象正式命名为RNAi。由于RNAi在基因沉默方面的简易高效，所以成为了基因功能研究的重要工具，并在药物标靶发现、确认以及疾病治疗方面获得了广泛应用。

－年，正是由于上述非编码RNA及其相关生物学功能的不断发现再次燃起了人们对“RNA世界”的向往与







































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