中科院生物物理研究所非编码核酸重点实验室介绍

　　本实验室始终认为：仅依赖于蛋白质分子构建的pathway和生物网络是不完备的。认为成千上万不编码蛋白质的RNA分子与蛋白编码基因和蛋白质之间组成了巨大的分子网络，从而调节细胞中的各种生命活动。因此，如果说染色体中的蛋白编码区带有组成生物体具体材料(蛋白质，结构RNA等)的信息,那么大量的非编码区应当包含把这些材料按照特定的时间、空间安置, 以组成完整个体的四维调控信息。长期以来，科技界以蛋白质为元件积累起来的pathway和生物网络的知识是重要的，但，是不完备的。因此，很多科学家认为：未来10年，这些领域可能产生大量原创性成果。为此，我们提出了双色网络这一新概念，并将通过本申请的执行构建这样的网络。

2、非编码RNA与生物大分子相互作用研究

　　长期以来令人惊异与困惑的是：生命并不是一群分子的堆集，它是高度有组织的。生物分子组成细胞，细胞构成组织，组织形成器官并进而构成系统。生物分子间有作用；细胞与细胞间有关联；组织与组织间有分工；器官与器官间有协同。因此一个正常生存的生物个体是极端有序的，是多层次的，是动态的。他是由亿万年的进化才由无序到有序，由简单到复杂的。因此，从根本上说来，生命的产生是由于复杂的物质相互作用；当简单生命出现以后，生命的进化也是由于生物体与环境的相互作用。相互作用是生命产生与演化的基础，因此，相互作用也必然贯穿于生命活动的每一个环节。要深入研究非编码RNA的生物学作用，首先要通过实验确定RNA-RNA，RNA-DNA，RNA-蛋白质的相互作用。

　　
　　随着非编码RNA研究的发展，估计几年之内就可确定人类基因组中成千上万个非编码RNA及其基因，也就是发现它们的一级序列。然而要了解它们的功能、要找到这些RNA功能的分子基础，只有核苷酸顺序的知识是不够的，必须知道它们的三维结构。与此同时，要设计药物也需要了解与药物相互作用的RNA的三维结构。这是摆在科学家面前的紧迫任务。我所在X射线晶体学技术、多维核磁共振（NMR）波谱学技术、二维电子衍射和三维图象重构技术等确定生物分子空间结构测定领域有雄厚的基础，本实验室拟利用这一基础，实现非编码RNA及其复合物的结构测定。

　　此外，考虑到实验研究的困难与局限，本实验室也进行理论模拟与结构预测研究。理论研究不仅可提供生物大分子空间结构的信息，还能提供电子结构的信息，如能级、表面电荷分布、分子轨道相互作用等；以及动力学行为的信息，如生物化学反应中的能量变化、电荷迁移、构象变化等。这些信息是难以直接用实验手段加以获取和研究的。这些模拟的结果对于在分子、亚分子和电子结构层次上了解生命现象的基本过程具有重要意义。

3、非编码RNA生物作用机制的研究

　　和任何分子生物学实验一样，确定新非编码RNA的作用分子机制也是本实验室工作的重点。由于，生物体系功能繁多，根据本实验室的基础我们拟选取典型类别的非编码RNA（如：miRNA、piRNA或我们发现的small RNA家族等）、某些重要pathway（如：DNA损伤修复pathway、细胞周期pathway、神经发育等）以及典型的生物网络（如：蛋白-蛋白相互作用网络，即PPI网络等）作为研究对象。开始阶段将选取两个体系：非编码RNA调控DNA损伤修复系统机制和非编码RNA调控神经发育机制。

　　
　　仅现有的实验结果就显示，很多疾病（包括：肿瘤）与非编码RNA有关。miRNA的一些研究结果已用于临床。本实验室非编码RNA的研究是集中于与国际上不同的尺度范围，有可能为临床的诊断、治疗提供新的可能。同时，这一领域的研究结果也可为动、植物良种繁育，发展分子标记以及为基于RNA的药物设计提供信息。

 
中心主任:

龚为民（Weimin Gong ）,E-mail: wgong(AT)ibp.ac.cn

中心秘书:

刘志萍 （Zhiping Lin）, E-mail: lzp61@moon.ibp.ac.cn

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非编码核酸重点实验室

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