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從Drosophila到癌細胞：Hannon如何揭開RISC的真面目？
RNA誘導沉默複合體（RISC）是一種多蛋白質複合體，屬於核糖核蛋白，主要功能是透過不同的途徑在轉錄和翻譯層面上進行基因沉默。利用單鏈RNA片段，如微小RNA（miRNA）或雙鏈小干擾RNA（siRNA），該複合體成為基因調控的重要工具。RISC的單鏈RNA扮演模板的角色，以識別互補的信使RNA（mRNA）轉錄物。一旦找到，RISC中的一種蛋白質Argonaute被激活並切割mRNA，這一過程稱為RNA干擾（RNAi），在多種真核生物中均有發現，對抗病毒感染起著重要作用。
發現歷程
RISC的生化識別是在Cold Spring Harbor Laboratory由Gregory Hannon及其同事進行的。這項發現距離1998年Andrew Fire和Craig Mello發現RNA干擾的時候僅有幾年的時間，兩人因此在2006年獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。Hannon及其同事試圖找出在Drosophila細胞中與基因沉默相關的RNAi機制。他們將Drosophila S2細胞與lacZ表達載體共同轉染，結果顯示，與對照dsRNA相比，共同轉染lacZ dsRNA顯著降低了β-半乳糖苷酶活性。
因此，dsRNA通過序列互補性控制基因表達。
接著，S2細胞被轉染了Drosophila的cyclin E dsRNA。Cyclin E是細胞周期進入S期的關鍵基因，這些dsRNA使細胞周期在G1期被阻滯。這表明RNAi能夠精確地靶向內源性基因。
RNA干擾中的功能
RNA干擾的過程中，RNase III Dicer是RISC的關鍵成員，它通過生成雙鏈siRNA或單鏈miRNA來啟動RNA干擾過程。Dicer在細胞內對dsRNA進行酶切，生成21到23個核苷酸長的短siRNA片段，並具備兩個核苷酸的3'末端懸垂。Dicer還會處理形成髮夾結構的pre-miRNA，類似地模擬dsRNA。
dsRNA片段以不同的命運被裝入RISC，在其中一條鏈上基於熱力學穩定性選擇導向鏈。
RISC的主要蛋白質如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的導向鏈通過Watson-Crick配對靶向mRNA的3'非翻譯區（3'UTR），從而以多種方式調控基因表達。
mRNA降解
RISC最明確的功能是透過切割靶標mRNA而進行其降解，從而降低可被核糖體翻譯的轉錄物水平。Argonaute蛋白的內切核酸酶活動是RNAi的關鍵步驟。要啟動mRNA的降解，需具備兩個主要條件：導向鏈和靶標mRNA序列之間的幾乎完美的互補配對，以及活躍的Argonaute蛋白作為"切割者"。
被切割後的mRNA會在核糖體的同步體P-bodies中進行5'-3'或3'-5'的降解。
此外，RISC同樣具備轉譯抑制能力，可調節核糖體和相關因子在轉譯過程中的裝載。轉譯的抑制僅需要導向鏈和靶mRNA之間的部分序列匹配。
異質染色質形成
某些RISC能直接靶向基因組，通過招募組蛋白甲基轉移酶形成異質染色質，達到基因沉默的效果。雖然該機制尚不完全明瞭，但已經顯示RITS能夠在酵母中引導異質染色質的形成。
DNA均化
根據RISCs生成的siRNA，似乎在某些原生動物的發展過程中對於降解DNA有重要作用，顯示在進行基因靶向沉默過程中也有防禦外來基因元素的潛力。
RISC相關蛋白質
儘管RISC的完整結構仍未完全解析，但許多研究已報告RISC的各種成分。Argonaute蛋白質在RISC中起著不可或缺的作用。最近還發現了SND1和MTDH等新成員，它們在基因表達調控中扮演著關鍵角色。
結論
Hannon和他的同事的研究揭示了RNA干擾及RISC在基因表達調控中的重要角色，使我們進一步理解這些複雜的生物機制。未來這一領域將如何影響癌症治療及其他基因相關疾病的防治？
