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从Drosophila到癌细胞：Hannon如何揭开RISC的真面目？
RNA诱导沉默复合体（RISC）是一种多蛋白质复合体，属于核糖核蛋白，主要功能是透过不同的途径在转录和翻译层面上进行基因沉默。利用单链RNA片段，如微小RNA（miRNA）或双链小干扰RNA（siRNA），该复合体成为基因调控的重要工具。 RISC的单链RNA扮演模板的角色，以识别互补的信使RNA（mRNA）转录物。一旦找到，RISC中的一种蛋白质Argonaute被激活并切割mRNA，这一过程称为RNA干扰（RNAi），在多种真核生物中均有发现，对抗病毒感染起着重要作用。
发现历程
RISC的生化识别是在Cold Spring Harbor Laboratory由Gregory Hannon及其同事进行的。这项发现距离1998年Andrew Fire和Craig Mello发现RNA干扰的时候仅有几年的时间，两人因此在2006年获得了诺贝尔生理学或医学奖。 Hannon及其同事试图找出在Drosophila细胞中与基因沉默相关的RNAi机制。他们将Drosophila S2细胞与lacZ表达载体共同转染，结果显示，与对照dsRNA相比，共同转染lacZ dsRNA显著降低了β-半乳糖苷酶活性。
因此，dsRNA通过序列互补性控制基因表达。
接着，S2细胞被转染了Drosophila的cyclin E dsRNA。 Cyclin E是细胞周期进入S期的关键基因，这些dsRNA使细胞周期在G1期被阻滞。这表明RNAi能够精确地靶向内源性基因。
RNA干扰中的功能
RNA干扰的过程中，RNase III Dicer是RISC的关键成员，它通过生成双链siRNA或单链miRNA来启动RNA干扰过程。 Dicer在细胞内对dsRNA进行酶切，生成21到23个核苷酸长的短siRNA片段，并具备两个核苷酸的3'末端悬垂。 Dicer还会处理形成发夹结构的pre-miRNA，类似地模拟dsRNA。
dsRNA片段以不同的命运被装入RISC，在其中一条链上基于热力学稳定性选择导向链。
RISC的主要蛋白质如Ago2、SND1和AEG-1在基因沉默功能中扮演重要角色。 RISC使用miRNA或siRNA的导向链通过Watson-Crick配对靶向mRNA的3'非翻译区（3'UTR），从而以多种方式调控基因表达。
mRNA降解
RISC最明确的功能是透过切割靶标mRNA而进行其降解，从而降低可被核糖体翻译的转录物水平。 Argonaute蛋白的内切核酸酶活动是RNAi的关键步骤。要启动mRNA的降解，需具备两个主要条件：导向链和靶标mRNA序列之间的几乎完美的互补配对，以及活跃的Argonaute蛋白作为"切割者"。
被切割后的mRNA会在核糖体的同步体P-bodies中进行5'-3'或3'-5'的降解。
此外，RISC同样具备转译抑制能力，可调节核糖体和相关因子在转译过程中的装载。转译的抑制仅需要导向链和靶mRNA之间的部分序列匹配。
异质染色质形成
某些RISC能直接靶向基因组，通过招募组蛋白甲基转移酶形成异质染色质，达到基因沉默的效果。虽然该机制尚不完全明了，但已经显示RITS能够在酵母中引导异质染色质的形成。
DNA均化
根据RISCs生成的siRNA，似乎在某些原生动物的发展过程中对于降解DNA有重要作用，显示在进行基因靶向沉默过程中也有防御外来基因元素的潜力。
RISC相关蛋白质
尽管RISC的完整结构仍未完全解析，但许多研究已报告RISC的各种成分。 Argonaute蛋白质在RISC中起着不可或缺的作用。最近还发现了SND1和MTDH等新成员，它们在基因表达调控中扮演着关键角色。
结论
Hannon和他的同事的研究揭示了RNA干扰及RISC在基因表达调控中的重要角色，使我们进一步理解这些复杂的生物机制。未来这一领域将如何影响癌症治疗及其他基因相关疾病的防治？
