在细胞这样小小的空间里，成千上万的基因会不会为了各自的利益像我们人类社会一样发生无限多的矛盾、冲突呢？在这成千上万的基因开关程序中，每一次错误的操作都会导致生物病变或者畸形的恶果，那么，由谁来控制、协调这些基因的活动呢？在那个基因充斥的小小社会里，的确需要一种精确而高效的管理者。现在，人们终于知道，这个管理者来自生命世界里最神秘的一个家族。这个家族曾经臭名昭著。  

杀死2000多万人的凶手  

        1918年，第一次世界大战终于在满目疮痍中结束。这场历时四年的战乱，使1000多万人丧生，更多的人流离失所，人们热切期盼着即将来临的和平与宁静生活。但是，这个小小的期望并没有慷慨地马上来到，一场更大规模的灾难的幽灵，在人们的欢颜尚未尽情展露时，已经悄然到来，即使第一次世界大战的死亡幽灵与之相比也相形见绌。  

        这个幽灵首先是从美国堪萨斯州的范斯顿军营降临人间的。 1918 年 3 月 11 日 的午餐前，军营中一位士兵感到发烧、嗓子疼和头疼，部队医院的医生认为他患了普通感冒。然而，接下来出现了出人意料的混乱：午餐过后不久，100多名士兵都出现了相似的症状。几天之后，这个军营里出现了500多名这种“感冒”病人。  

        在随后的几个月里，这种“感冒”通过空气飞沫传播，其踪迹很快传遍了美国大地，随后又走出国门流传到了西班牙，并在全球开始蔓延。西班牙没有美国那么幸运，被这场流感夺去了800多万人的生命，是死亡人数最多的国家，所以这次流感也就得名“西班牙流感”。西班牙流感非常狠毒，以往的普通流感只是容易杀死年老体衰的老人和儿童，但这次它把死亡的阴影也投向了20岁到40岁的青壮年人。仅仅数月，“西班牙流感”在地球上像横扫过了一场飓风一样，来得突然去得也快，只是顺便带走了大约2000万到4000万人的宝贵生命，并且使美国人的平均寿命下降了整整10年。  

        这场令人类无法揣度的灾难，使人们不愿意相信是大自然的暴行，而更愿意怀疑是德国人的细菌战，或者是芥子毒气引起的。但是，这种怀疑在1997年被科学证实是错误的，灾难的罪魁祸首就是大自然制造的一种看起来很脆弱的RNA。美国军事病理研究所的病理学家陶本·伯杰领导的研究小组，研究了当年美国军营里死于感冒的21岁士兵的肺部样本，找到了一些流感病毒的遗传物质碎片，它们是纯粹的RNA。2001年，澳大利亚的科学家吉布斯在陶本伯杰的基础上进一步研究发现，造成1918年全球流感大流行的原因，是由于猪流感病毒的一段RNA“跳”到了人类普通流感病毒的RNA中，重新组成了毒力巨无霸的新种RNA流感病毒。这些崭新的病毒RNA一进入我们的人体细胞，马上将人类的基因指令关闭或篡改，以便完全为它们制造病毒装备和传宗接代服务，而人类原有的旧抵抗系统面对这个陌生的敌人在这么短的时间内竟毫无对策，最后只能听凭人的生命系统能量耗竭而崩溃。 

RNA家族的传奇故事  

        20世纪50年代中期，人类发现生命的遗传物质是DNA双螺旋。这之后过了十多年，人们才发现了RNA，它们是联系DNA和蛋白质的“桥梁”，是细胞里的信使（信使RNA）、运输工具（转运RNA）和“车床”（核糖体RNA）上的关键零件，因此它们看起来好像一直在默默地干着一些替DNA跑腿的杂活。长久以来，生物学家们从来没有认为RNA会是生命中最重要的一份子。  

        但是20世纪80年代末期，科学家们发现，很多RNA能够不听从DNA的安排，一旦它们被DNA生产出来，就能够依据自己的需要自我裁减并重新缝合成一条新的RNA，用这些新的信息指导合成蛋白质，这就是RNA  的“自催化”作用。这时候，RNA变成了真正的遗传信息决定者。并且，在特殊条件下，RNA还可以反过来生产出DNA。在生命物质中，RNA是最多才多艺的：DNA无法行使蛋白质的功能，而蛋白质无法象DNA一样来传递生命信息，而这些功能对于RNA来说都只是它的技艺之一，所以当代生物学家不得不更多地支持“RNA是最早的生命和遗传物质”的理论。  

        20世纪90年代，关于RNA一些具有划时代意义的发现开始了。它们首先出现在牵牛花的研究中，随后又在一种长度不过1毫米的线虫身上展现出来。  

        1990年，美国亚利桑那大学的乔金森教授，想用转基因的办法制造一些更加漂亮的牵牛花。普通的牵牛花一般颜色较淡，最多出现淡紫色。乔金森教授知道，制造牵牛花颜色的是一种专门的基因，这种基因在牵牛花的细胞中数量越多，产生的色素越浓，花儿的颜色就越红。按照以往的想法，如果将大量造色基因转入牵牛花的细胞中，就有可能人工制造出像玫瑰一样红的牵牛花来。当乔金森教授兴奋地将这些基因大量地转移到普通牵牛花细胞中后，却得到了一个令人大失所望的结果：原本淡紫色的牵牛花反而没有以前红艳了，它们有的出现了星星点点的白色斑点，有的花边全变白了。在后来的实验中，他们甚至得到了完全失去颜色的转基因后代！这是一场实验事故吗？研究人员仔细分析了他们的实验，获得一个惊人的发现：那些转基因的细胞中，造色基因DNA产生的RNA反而非常稀少。那些本应该产生的RNA跑到哪里去了呢？当时，他们无法回答这个问题，只知道他们的实验基因在牵牛花中发生了“沉默”——像人不说话，不表达自己的意见了。

        与此同时，人们在对线虫的研究中也发现了这种基因沉默的现象。我们知道，制造出蛋白质的都是单股链的RNA——所谓的有意义链RNA，而一旦有与单股链RNA上的密码字母高度吻合配对的互补单链RNA出现——所谓的“反意义链”，这两条RNA就会很容易地拥抱在一起，使刻写在有意义链RNA上面用来指导蛋白质合成的遗传信息在这种拥抱中被完全遮盖，从而失去翻译出蛋白质的功能。科学家们根据这个原理，做了一个把在仪器中制造出的无意义链RNA转入线虫体内的实验，果然，那些转入了无意义链RNA的线虫再也不能正常发育长大。但同时他们发现一个问题：当转入一些不会与有意义链RNA互补拥抱的双链RNA时，线虫也发生了异常发育的现象。研究者们终于认识到，是一种可以形成双链的RNA在玩弄操纵基因开关的魔法，它们不是人们以前所认识的那三种RNA，而是一种让人感觉非常陌生的所谓小RNA。

细胞里的园丁

        那些小RNA很短，大多数只含有21到25个遗传字母。这些小RNA既可以是从外部入侵到细胞中的，如通过病毒感染、转基因等途径，也可以是生物体自身基因组的产物。那些由外部进入细胞中的小RNA叫小干扰RNA，而生物体一般由自己产生的小RNA叫微小RNA。乔金森教授培养转基因牵牛花的实验之所以会失败是因为他们在牵牛花的细胞中制造了太多的造色基因RNA。细胞可不能容忍某一种产品生产失控，它会马上用一把叫“剪切者”的酶像剪草一样将那些太多的RNA乱剪一气，留下一些21到25个遗传字母的单链小碎片。这些小碎片可以复制出它的互补小链条，一起进一步在细胞中装配成一辆叫“粉碎者”的“大卡车”，更高效地将所有那类基因的RNA产物破坏殆尽。所以乔金森教授的牵牛花由于转入了太多的基因，其生产的特异RNA被小RNA看成了细胞中的“杂草”，一气给消灭干净了。  

        线虫实验遭遇的过程也是这样的。细胞最不能容忍的就是双链的RNA，那些双链RNA一进入到细胞中，立即飞快地招来“剪切者”对它实行剪切，非常有规律地形成21到25个遗传字母的双链小碎片。小碎片又引来其它成员共同组成“粉碎者”。细胞这样行事的目的就是对基因的生产活动进行数量上的严格控制，这个作用就叫做“RNA干涉”。  

        小干扰RNA和微小RNA在行为上还有较大的差别：前者必须与它剪切掉的基因部分完全一样，并且使被瞄准的基因在一个细胞中几乎完全丧失功能；后者反而不会那么严格，它常常与剪切目标有1到3个字母的差异，这就使细胞可以更容易一些地调控自己的基因。小干扰RNA用来对付破坏细胞遗传物质稳定的重大事故，如病毒RNA的入侵等；微小RNA则专门用来控制细胞自己的如何生长发育，譬如不同的树叶如何形成各自不同的边缘形状，花儿什么时候开，什么时候凋谢等，只有微小RNA才知道。  

生命的好管家  

        生命其实就是一台能有机运转的机器。但是，在有害环境、有毒微生物及自身运转偏差的诱导下，我们的身体常常生病。过去的医学整体来说就是一套以毒攻毒的办法：伤风感冒了用抗菌素，出血了外伤了用消炎药，甚至长肿瘤了也用强烈的辐射和毒性极强的化学药品等等。人类在毒害对手的同时也在毒害自己健康的肌体。现在，应用RNA干涉技术，通过加强细胞的自我管理技能，许多恐怖的疾病将远离我们。  

        在乙肝病毒、SARS病毒、艾滋病毒的RNA进攻我们的基因早期，通过将这些病毒的遗传物质制造成双链RNA转入人体，形成的小干扰RNA将横刀立马守卫在我们的细胞“大门口”，只要病毒们敢进来，它们的RNA将没有不被粉碎的，也就无法进入我们的基因后院了。  

        危害人类的顽疾——肿瘤的最难对付之处在于，它往往是一个基因大家庭里数量庞杂的基因都已经发生改变。现代医学治疗只能阻止其中的一种或几种癌变基因为非作歹，但这是无补于事的。RNA干涉方法则针对整个癌症大家庭共用的密码，制造出认识整个基因家族成员的短短的双链RNA，这些RNA在人体细胞中天然存在的“剪切者”和“破碎者”的帮助下，将所有癌症基因一网打尽。  

        并且，RNA干涉技术已经成为开发药物最有效的手段。小RNA在细胞中的行动像一把精巧的小锤子，它可以精确地敲在一个基因上面使之关闭而停止工作，而由此引起的疾病，可以用药物治疗得到消除，于是一对非常明确的“基因—药物”的对应关系很快极端准确地确立下来了。用这样的方法制造的药物再也不会出现可能有效可能无效的尴尬局面。  

        总之，随着RNA干涉机制研究的深入和RNA干涉技术日趋完善，小RNA作为一种便捷实用的基因组研究方法和基因治疗药物，预示着一个崭新的RNA时代即将来临。