2021年以来，随着一种新型疫苗保护数百万人免受新冠肺炎的感染，信使RNA（mRNA）开始被更多人熟知。这种分子将DNA的密码从细胞核中转移出来，以指导蛋白质的产生。它只是深刻影响细胞功能的几种类型的RNA之一。

在严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型的RNA分子的10个碱基中，有两个碱基可能影响RNA功能。图片来源：JANET IWASA AND RACHEL TORREZ

近日，美国国家科学院、工程院和医学院（NASEM）发布报告，呼吁启动一项为期15年的研究，对细胞中产生的数千种RNA序列及其出错方式进行分类。这项雄心勃勃的计划被称为“RNome”项目，可能会刺激新的疾病治疗方法、疫苗和农业创新的发展。

“RNA有巨大的力量。”美国国家环境健康科学研究所（NIEHS）科学项目主任Fred Tyson说，了解RNA生物学“可以在很多有意义的方面改变我们的生活，真正造福人类”。

RNA不仅是遗传信息的信使，还在细胞中扮演着多种角色。转移RNA将特定的氨基酸传递给核糖体，核糖体将蛋白质组合在一起，其他RNA则使基因沉默或影响其活性。这些RNA的行为不仅反映了它们的序列，还反映了它们在从细胞核输出之前是如何被修饰的。德国法兰克福大学的分析化学家Stefanie Kaiser说，如果RNA是一所房子，“它的修饰就是窗户和电源插座”，使其发挥作用。

美国密歇根大学的RNA生物学家Vivian Cheung说，大多数疾病都是因RNA失调造成，包括普拉德-威利综合征、某些肌肉萎缩症以及癌症。宿主细胞RNA也会被HIV和其他病毒盯上。这使得RNA成为疫苗和疾病治疗的一个有希望的靶点。到目前为止，在人类RNA中已经记录了大约50种类型的修饰。“我们知道是RNA搞砸的，但我们不知道它是如何运作的。”美国麻省理工学院的生物工程师Peter Dedon补充说。

2021年，Cheung和同事发表了一篇论文，呼吁对RNA进行大规模研究，包括其所有的修饰。NIEHS和美国国家人类基因组研究所（NHGRI）还组织了一场研讨会对其进行探讨。在NIEHS、NHGRI以及美国沃伦·阿尔珀特基金会的支持下，Cheung委托NASEM为RNome项目制定路线图，该项目将生成从病毒到人类等各种生命形式中自然存在的RNA序列和修饰目录。

“RNome比人类基因组计划复杂得多。”美国芝加哥大学化学生物学家、NHGRI RNA研究中心负责人何川（音）补充道，对于给定的RNA分子，研究人员不仅要记录序列，还要记录修饰的类型和位置。

NHGRI基因组科学主任Carolyn Hutter表示，NASEM提出的不单是测序工作，而是一个专注于“赋能技术和基础设施”的项目。它设定了一系列5年目标，并建议建立“RNA核心中心”来应对这些目标。在10年时间里，RNome项目会记录下一些特征明确的人类细胞系中RNA的所有修饰。

NASEM发布的报告称，美国国立卫生研究院（NIH）应与国际合作伙伴合作，建立一个集中的RNA数据库，并制定如何描述它们的规则。

由于缺乏直接破译RNA的实用方法，研究人员目前不得不将其转换回DNA进行测序，这种转换可以去除任何修饰。该报告呼吁改进色谱和质谱技术，这些技术可以识别RNA链上的化学修饰，但目前还无法确定它们在超过100个碱基长的序列中发生的位置。

测序公司Oxford Nanopore Technologies已经开发了直接对RNA进行测序的生化试剂盒和软件，并正在研究捕获修饰的方法。该公司的技术将基因链穿过一个微小的蛋白质孔，并从电流的变化中检测每个碱基的身份。该公司高级计算生物学家Adrien Leger说，到今年年底，他们开发的测序仪还将可靠地检测到每个碱基的3种最常见的修饰。

根据报告的描述，Dedon估计，RNome项目大约需要300亿美元的资金支持，是人类基因组计划的10倍。但NHGRI主任Eric Green指出，考虑到美国联邦机构面临的预算限制，资金目前无法保证，NHGRI可能是该项目的主要资助者。