生物通报道 多年来，科学家们一直对漂浮在从细菌到哺乳动物，包括人类在内各种细胞中的一些遗传物质短片段感到困惑。它们是细胞利用来生成蛋白质的一些遗传指令的片段，但由于长度太短而无法实现它们通常的用途。在本周的《细胞》（Cell）杂志上，来自洛克菲勒大学的研究人员发现了有关这些片段在人体中所起作用的一个重大线索，有可能为对抗乳腺癌开辟全新的领域。

具体说来，系统癌症生物学实验室负责人及副教授Sohail Tavazoie和同事们发现，这些转运RNA(transfer RNA, tRNA)的特殊遗传片段似乎能够抑制乳腺癌细胞的生长和传播。Tavazoie说：“这是机体利用来控制癌症生长的一个新的基本机制。我们打算进一步地探究它，希望它将为抑制癌症开辟一些我们以往从未尝试过的新的途经，并揭示出我们细胞内基因调控机制的一些新见解。”

科学家们发现在生命的各个层面都存在一些tRNA片段，当细胞暴露于低氧水平和其他形式的细胞压力下时它们的数量会一致上升。但它们在机体中的用途却一直保持着神秘的面纱。“我们对这些片段为什么会在那里以及它们的作用并不清楚，”Tavazoie说。

由博士后研究人员Hani Goodarzi领导的这项研究，发现当暴露于低氧水平时乳腺癌细胞会生成一些tRNA片段。而携带越多这样特殊遗传片段的癌细胞，则越是不太可能发生转移。并且，将这些片段添加到细胞中可以抑制癌症生长和进展；反过来，阻断这些片段则可导致相反的效应。

通过更仔细地观察，研究人员看到来自特异tRNAs（谷氨酸，天门冬氨酸、甘氨酸、酪氨酸）的一些片段结合了癌细胞生命周期中一个关键的作用因子（延伸阅读：Nature子刊：癌关键酶的双重生活 ）。这一称作为YBX1癌基因的关键作用因子，通常会结合其他的RNAs并提高它们的数量，导致制造出更多的癌基因来帮助癌细胞分裂与扩散。“这些tRNA片段结合YBX1癌基因，排挤了其他编码癌基因的RNAs，降低了癌细胞的生长和转移能力。因此，它们代表了细胞内一类新的抑癌因子，”Goodarzi说。

这些tRNA片段显示了一种全新的基因表达调控方式。通过阻断YBX1结合其他RNAs的能力，避免YBX1提高这些RNAs的表达，tRNA片段影响了机体如何表达基因。

Tavazoie说，因此在细胞应激期，例如当细胞暴露于低氧水平时这些tRNA片段的数量增加是有意义的。“细胞可以感知它们是否已没有了充足的能量货币（低氧状态时会发生这种情况），tRNA片段会帮助抑制细胞的生长速率，使得它们在能够在解决应激之时保存能量和营养物质。”

当然，侵袭性乳腺癌细胞往往会找到一些方法来避开机体为控制它们而付诸的努力，包括与这些tRNA片段相关的一些机制。Tavazoie说：“我们对阐明侵袭性乳腺癌细胞阻止这些tRNA片段生成的机制非常感兴趣。令人兴奋地是，这些癌细胞揭示了作为控制癌症生长的手段调控癌基因表达的一种全新的方式。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Endogenous tRNA-Derived Fragments Suppress Breast Cancer Progression via YBX1 Displacement

Upon exposure to stress, tRNAs are enzymatically cleaved, yielding distinct classes of tRNA-derived fragments (tRFs), yielding distinct classes of tRFs. We identify a novel class of tRFs derived from tRNAGlu, tRNAAsp, tRNAGly, and tRNATyr that, upon induction, suppress the stability of multiple oncogenic transcripts in breast cancer cells by displacing their 3′ untranslated regions (UTRs) from the RNA-binding protein YBX1. This mode of post-transcriptional silencing is sequence specific, as these fragments all share a common motif that matches the YBX1 recognition sequence. Loss-of-function and gain-of-function studies, using anti-sense locked-nucleic acids (LNAs) and synthetic RNA mimetics, respectively, revealed that these fragments suppress growth under serum-starvation, cancer cell invasion, and metastasis by breast cancer cells. Highly metastatic cells evade this tumor-suppressive pathway by attenuating the induction of these tRFs. Our findings reveal a tumor-suppressive role for specific tRNA-derived fragments and describe a molecular mechanism for their action. This transcript displacement-based mechanism may generalize to other tRNA, ribosomal-RNA, and sno-RNA fragments.

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