回顾miRNA的发现历程，不仅仅是为了让读者对miRNA的来龙去脉有所了解，也不单单是为了叙述一段属于miRNA及其研究者的辉煌的往事，更重要的是为了从中得到启迪，领悟如何学会并运用科学的思维方式，如何点燃并激发科学的灵感火花，如何蓄积并迸发科研的热情动力，最后获得科学上的新发现。miRNA最初的发现来自于对幼虫发育的研究。那么，我们就来看看miRNA研究本身的“发育”过程吧。miRNA是如何孕育和问世的？miRNA研究是如何成长成熟的？miRNA又是如何“繁衍”成为一个亚家族，又如何成为ncRNA这个大家族的当代“新贵”和“掌门人”？

miRNAs的发现无疑是一个科学上的重大发现，但其发现者的成功能否被他人和后人复制？当您读完了以下的故事，您一定会变得信心满满；miRNA（最小的ncRNA）已经被发现，它的另一个极端lncRNA（最大的ncRNA）也已经被发现，但是，新发现的机会仍然是大大存在的，您还可以做出其他的新发现：microDNA？（注：这只是一个启发性的假设）。

lin-4是人类发现的第一个miRNA。它是在1993年被“正式”发现的（那时候它还没有被命名为miRNA）。但故事还得从1984年讲起。那时候，作为 lin-4两个发现者之一，当Ambros还在美国麻省理工学院Horvitz教授的实验室工作时，他们在研究秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的异时性发育（heterochronic；组织器官时序性发生发展）的调控过程时就发现若干基因的突变会导致线虫异时性发育异常或缺陷，而其中一个基因叫做 lin-14（一个蛋白编码基因）。有趣的是， lin-14的表达与之后发现的 lin-4 miRNA在幼虫发育过程中表现出完全相反的时序性趋势，这一发现被发表在 Science杂志上 ^［11］。三年后，也就是1987年，Ambros和Horvitz再次联名发表了一篇关于lin-14在确定线虫胚后发育时序性中所发挥的关键性作用 ^［12］。从此，lin-14在线虫发育中的功能就算是被确认了。这对于发现 lin-4这个在日后声名鹊起的miRNA是至关重要的一步。这就好比抛砖引玉，“抛出”lin-14这块“砖”、引来 lin-4这块“玉”。有趣的是，在同一年，Horvitz与另外一名研究者Ferguson又在 Nature杂志发文 ^［13］，揭示了 lin-14基因无效突变能够造成线虫发育表型变异，而发生在 lin-4基因上的一个抑制因子的突变却能够纠正这种发育变态。也就是说， lin-4能够对 lin-14基因施加负性调节作用。这时候，Ruvkun（作为 lin-4两个发现者中的另外一位）加盟了Horvitz的研究团队，与Ambros共同承担了克隆 lin-14的科研课题 ^{［14，15］}。然而， lin-4对 lin-14调节功能的发现激起了Ambros对lin-4的强烈兴趣，这也促使他没多久之后就与Ruvkun“分道扬镳”，各自独立地从事对 lin-4和lin-14的研究工作：Ambros的目光聚集于 lin-4并附带研究lin-14，而Ruvkun的精力则放在lin-14并附带研究 lin-4。

于是乎，这边Ambros的研究团队开始克隆 lin-4基因，分离出一段700bp的核苷酸，此序列确保了 lin-4的完整功能，因此推断其包含了lin-4的编码基因。但问题是，此序列却没有包含公认的启动和终止密码子，亦即没有明显的蛋白编码区。这些结果令他们困惑。为了弄清楚这段核苷酸中假定的 lin-4基因到底是个什么基因，他们决定在假定的开放阅读框（ORF）内引入移码突变。如果 lin-4基因是个蛋白编码基因，此突变应该会使 lin-4功能丧失。但结果是：这样的突变并没有改变 lin-4的功能。更深的困惑袭上心头！或许是天意如此，Ambros在百思不得其解的时候，读到了一篇颇具启发性的论文，这篇文章是天然反义核苷酸（atRNA）的研究结果 ^［16］。该论文阐述了atRNA能够与mRNA特异性的互补结合可抑制蛋白翻译的现象。据此，Ambros大胆地提出： lin-4是一个不编码蛋白质的基因， lin-4是以RNA的形式存在并发挥其基因调节的功能作用。的确，他的团队在1992年运用核糖核酸酶保护技术发现了两个非常小的 lin-4 RNA片段：一个长度为61nt（相当于 pre-lin-4），另一个才22nt（成熟 lin-4）。他们的科研成果于1993年发表在全球顶级科学杂志 Cell上 ^［17］。

那边，Ruvkun领导的研究团队发现lin-14的蛋白水平在线虫发育过程中出现了时间梯度变化，这种随发育的进程其表达水平逐渐下调的现象是发生在转录后水平调节的结果，而且是由于 lin-4作用于 lin-14 mRNA 3′UTR中多个序列位点所造成的，因为lin-14的两个功能获得性突变（gain-of-function mutation）正是发生在其3′UTR。他们进一步揭示： lin-14 3′UTR是保证这种调节机制的必要条件（或者说， lin-4对lin-14蛋白的负调控要求后者具有一个完整的3′UTR，只有具有完整3′UTR的 lin-14 mRNA才能被 lin-4所调节，从而抑制lin-14蛋白质的表达。 lin-14 3′UTR的这个功能在秀丽隐杆线虫（C.elegans）和秀丽广杆线虫（C.briggsae）之间是保守的；在 lin-14 3′UTR的保守序列中有7个位点与lin-4序列呈反义互补。这些成果也于1993年发表在 Cell杂志上 ^［18］，与Ambros发表在 Cell上的文章在同一期出现。

私下里，Ambros和Ruvkun这两位科学家一直保持着科研信息的“互相切磋、互通有无”。这样的交流使得他们能够在1992年6月不谋而合地得出了一个同样的结论：非编码RNA lin-4与蛋白编码基因 lin-14的RNA 3′UTR序列反义互补， lin-4通过与 lin-14 3′UTR的相互作用而调节后者的表达水平。于是乎，一个崭新的思想诞生了！一个生物体内隐藏几十亿年的奥秘被揭示了！一个新型的基因表达调控机制被阐明了：非编码基因调控蛋白编码基因，ncRNA调控mRNA。这个思想在他们各自于1993年发表在 Cell杂志上的里程碑式的论文中展现出来 ^{［17，18］}。令人不无叹息的是：这一重大的科研发现和科学思想在之后的7年中竟遭到了科学界的“冷落”。直到第二个miRNA let-7的发现，“星星之火”才又重新燎原起来。值得提醒的是： lin-4其实早在20世纪70年代就被著名的科学巨匠Sydney Brenner（siRNA研究领域大咖，2002年诺贝尔生理学或医学奖获得者）所领导的实验室首先发现。80年代人们就已经阐明了其在幼虫发育方面的调节作用。时隔近20年，科学家们才弄清楚 lin-4原来只是个长度不过22nt的ncRNA。

或许是因为 lin-4只在线虫体内表达，而没有在更高等的动物体内找到其“芳踪”， lin-4的发现在当时显然并没有抓住人们的眼球。在之后的7年中也没有获得应有的重视：没有其他科学家跟进研究这类小小的基因调控RNA。这种现状一直到2000年人类发现的第二个miRNA—— let-7（lethal-7）走入人们的视线之后才得到改变。

有趣的是，将 let-7带入“人世”的科研团队还是Ruvkun所领导的实验室 ^{［19，20］}。他们的研究发现： let-7与 lin-4类似，也是一个时序性基因（heterochronic gene；表达水平随个体发育而逐渐变化）。其序列长度为21nt，控制着线虫由晚期幼虫（L4期）向成虫转化的发育过程。 let-7功能缺失导致成虫再现幼虫的细胞性状；相反， let-7功能增强造成幼虫出现早熟表型。更重要的是，这些研究者发现 let-7可以对 lin-41基因施加负性调节作用，抑制 let-7能够部分缓解由于lin-41功能缺失突变所造成的表型。而且， lin-41 3′UTR存在两个 let-7反义互补序列位点，将此位点切除，或者给 let-7序列引入突变，都可以消除 let-7对 lin-41的抑制性调节作用 ^［19］。与 lin-4最大的不同点是： let-7在序列上从果蝇到人类都是保守的（包括脊椎动物、海鞘、半索动物、软体动物、环节动物、节肢动物等），但植物和单细胞生物体不含有 let-7基因序列 ^［20］。现在我们知道， let-7是miRNA亚家族中的一个家庭，至少包括12个成员，它们的5′末端具有同样的核苷酸序列（这个区域被称为“种子位点”，是决定miRNA靶基因特异性及转录后基因表达调节的关键区域），而只在3′末端有微小的差异。（这方面知识将在本书有关章节中介绍）。

如果说 lin-4的发现是miRNA研究领域的一个开创性的发现，那么， let-7的发现就是一个转折性的、变革性的发现，它激发了人们对这类小分子调节性RNA的研究兴趣。在短短一年之后的2001年，三篇划时代的关于miRNA的科学论文同时发表在同一期的 Science杂志上 ^［21-23］。Tuschl的研究团队发现：类似于 lin-4和 let-7这样的ncRNA也存在于无脊椎动物和脊椎动物细胞，而且高度保守，预示着序列特异性的转录后基因调节机制的普遍存在 ^［21］。Bartel的研究团队报道了在秀丽线虫中发现的55个新miRNAs，证实了其中几个线虫miRNAs在果蝇和人体组织中的表达，并首次揭示了若干个 let-7亚型共处一个基因簇（cluster）的表达机制 ^［22］。类似地，Ambros的研究团队也报道了在秀丽线虫中发现的15个新miRNAs，并在人体和昆虫中发现了同样的miRNA序列 ^［23］。这三篇论文的发表标志着miRNAs研究领域的真正兴起。一时间，miRNA登上生命科学研究的前台，成为科学新星”。从那一刻起，miRNAs才被科学界当作是一类独特的基因表达调节分子、一个与众不同的ncRNA亚家族。miRNAs的研究热潮也从此迅速席卷了全球各大学和科研机构，覆盖了生命科学的各个领域。科学家们应用随机克隆和测序、生物信息学预测等方法，又分别在众多生物体如病毒、家蚕和灵长类动物中发现了数以千计的miRNA，所有已确认的miRNAs均被收录在miRBase数据库（http：//microrna.sanger.ac.uk/）。

由于 lin-4和 let-7两者均在控制发育时相方面有着相似的功能，而且它们的表达水平也随着发育进程而逐渐变化，故曾一度被命名为小时序RNA（small temporal RNA；stRNA）。然而，随着其他类似小RNA的陆续发现，科学家们觉得这个名字无法恰当地代表这个亚家族的所有成员，因为新发现的小RNA尽管与上述两个stRNA有相同之处：它们都是长度大约22nt的内源性RNA分子，由茎环结构的前体加工而成，而且在进化过程中比较保守，但它们却并不是在发育的特定时段表达，而是更倾向于在特定细胞类型中表达。显然，人们需要给这些小RNA取一个贴切的共同的“姓氏”，“miRNA”这个“姓氏”就这样诞生了。但这个“姓氏”到底是谁的主意却不为人知，我们所能够知道的是：“miRNA”这个“姓氏”最早出现于前面介绍到的三篇划时代的 Science文章中 ^［21-23］，而且这三篇论文都“不约而同”地使用了这个名称，似乎Tuschl、Bartel、Ambros这“科苑三杰”早有共识，共同宣示了这个响亮的名字、确立了这个辉煌的“江湖”（miRNA研究领域）。

由于新的miRNA被不断发现，miRNA数目在不断增加，人们需要一个统一的miRNA命名法则，以避免混乱。为此，Ambros于2003年首先提出了关于miRNA的一个统一的命名体系 ^［24］。随后，Griffiths-Jones又为了建立一个完整的miRNA数据库而进一步完善了这个miRNA命名体系 ^{［25，26］}。

（1）对于那些在统一命名体系建立之后发现的miRNA，每一个miRNA的名字都包含至少用短线连接的三部分：物种-miR-序号。物种通常用三个小写字母表示，譬如：hsa、mmu和rno分别代表人、小鼠和大鼠；miR代表成熟miRNA；序号为一阿拉伯数字，代表miRNA被发现并确认的时间先后顺序，数字越小，发现越早。如： hsa-miR-133表示在人体发现的第133个miRNA。

要注意的是：表示成熟的miRNA，miR中“R”必须是大写字母。而小写的mir代表miRNA基因或未成熟的pri-miRNA或pre-miRNA。譬如： hsa-miR-133表示成熟的miRNA，而 hsa-mir-133代表其基因或前体miRNA（相当于 pri-miR-133或 pre-miR-133）。

（2）在统一命名体系建立之前发现的miRNA，保留其原来的命名，如 hsa-let-7。

（3）对于高度同源的miRNAs，其命名需要在第三部分序号后加上一个英文小写字母（a，b，c，…）后缀，如 hsa-miR-34a、 hsa-miR-34b和 hsa-miR-34c，表示这些成熟miRNAs具有相同的5′端种子序列和3′端1～2个碱基的差别，而且它们分别来自于三个不同的 pre-miR-34（即 hsa-mir-34a、 hsa-mir-34b和 hsa-mir-34c）。

（4）对于从不同染色体上的DNA序列转录加工而成的具有相同序列的成熟miRNAs，须在后面加上连号及阿拉伯数字以示区分，如 hsa-miR-199a-1和 hsa-miR-199a-2。这样一来，其命名就包含了四个部分：物种-miR-序号1-序号2。

（5）每一个miRNA前体（pre-miRNA）的长度大约为60～90nt，其茎-环（或发夹）结构包含两条“手臂”：5′端臂和3′端臂。而每一条“手臂”都有可能分别生成一个成熟miRNA，因此一个pre-miRNA就可能产生两个miRNAs。如果两个成熟miRNAs的表达水平有高低差别，就需要在表达水平较低的miRNA后面加上后缀 ^*号（物种-miR-序号 ^*），如 rno-miR-9 ^*。而表达水平较高的成熟miRNA后面则无需加任何符号。如果两个成熟miRNA没有明显的表达差异，则以“-5p”（物种-miR-序号-5p）和“-3p”物种-miR-序号-3p）分别命名。如 hsa-miR-26b-5p和 hsa-miR-26b-3p，分别表明从 hsa-mir-26b前体的5′端臂和3′端臂加工而来的。

（6）miRNAs常常以基因簇（cluster）的形式存在于基因组中。比如： miR-17， miR-91， miR-18， miR-19， miR-19b， miR-20和 miR-92这7个miRNAs就同属一个基因簇。从命名法则的角度来说，通常应以序号最小的miRNA的名字加上“cluster”来命名基因簇。因此，上述的基因簇就被称为“ miR-17 cluster”。或者，也可以以序号最小和最大的两个miRNA的名字加上“cluster”来命名，如 miR-17-92 cluster。

（7）miRBase是当今最大最完整的miRNAs数据库，它收录了所有miRNAs前体序列（pre-miRNA）和成熟miRNA序列，并赋予它们一个“注册号码（accession number）” ^{［26，27］}。这个accession实际上就是miRNA的一个身份证（ID）。pre-miRNA以“mir”命名，其注册号码以“MI”为前缀。如 hsa-mir-122的accession为MI0000442。对于成熟miRNA，其accession以“MIMAT”为前缀，如 hsa-miR-122-5p的accession为MIMAT0000421；而 hsa-miR-122-3p的accession则为MIMAT0004590。

miRNA前体＝植物物种缩写﹢“-”﹢MIR﹢序号（植物物种缩写-MIR序号）。如 ath-MIR156a。其中，MIR必须是大写，并与序号之间没有连号“-”。

成熟miRNA＝植物物种缩写﹢“-”﹢miR﹢序号（植物物种缩写-miR序号）。如ath-miR156a。注意：miR中只有“R”必须是大写，并与序号之间不加连号“-”。

miRNA前体＝病毒物种缩写-mir-序号。如bhv1-mir-B1，其中，mir必须全部小写，而且在mir与序号之间必须加上连号“-”。

成熟miRNA＝病毒物种缩写-miR-序号。如bhv1-miR-B1，注意：miR中“R”必须是大写，而且在miR与序号之间必须加上连号“-”。

miRNA的发现无疑是生命科学的重大发现之一，它改变了人们过去对一些生命现象与机制的认识和所持有的观点，为我们带来以下一些启示。

中心法则（genetic central dogma）是指遗传信息从脱氧核糖核酸DNA复制到DNA，接着从DNA传递给核糖核酸RNA（mRNA），再从mRNA传递给蛋白质（ ），也就是完成了遗传信息的复制、转录和翻译全过程（复制→转录→翻译）。这是所有具有细胞结构的生物所共同遵循的基本法则，它说明遗传信息在不同的生物大分子之间的传递是单向的和不可逆的。中心法则最初是由克里克于1957年提出来的，成为“生命科学观”中的最基本最重要的思想之一。

中心法则是现代生物学中最重要最基本的规律之一，其在探索生命现象的本质及普遍规律方面起到了巨大的作用，极大地推动了现代生物学的发展，是现代生物学的理论基石。然而，这个规律存在例外：在某些特殊情况下（如在病毒感染中），遗传信息的转移可以是反向的，即 ，RNA复制RNA、RNA反向转录为DNA、再从DNA直接翻译为蛋白质。这种反转录模式是对中心法则的一个补充，可称为“逆向中心法则”（或中心法则V2.0；中心法则第二版本）。

miRNA的发现告诉我们：中心法则缺乏了一个重要环节，那就是miRNA。miRNA在转录后水平调节mRNA的表达水平，这也就相当于调节了遗传信息流从mRNA向蛋白质的传导过程。从这个意义上看，我们熟知的中心法则（ ）过分简化了。这并非中心法则有什么错误，而是科学发展过程中所固有的历史局限性。然而，如果我们想要更准确、更精确地表达生物体遗传信息流的规律和法则，那就需要对中心法则作出修正，就必须将miRNA加以考虑。为此，我们可以将传统的中心法则改写为： ：mRNA→蛋白质。在这里， 表示DNA的复制；miRNA：mRNA表示miRNA与mRNA之间的相互作用，即miRNA对mRNA水平的调控；“→”表示遗传信息流的方向。miRNA的加入就好比在遗传信息流的“电路”上加装了一个“电容器”，以便精细控制遗传信息流的大小，以能量损耗最低的方式来获得最佳的传输“功率”，也就是根据细胞活动状态而生成适量的蛋白质来行使恰当的功能。（当然，这只是笔者的个人见解，未必正确）。

根据中心法则，蛋白质是遗传信息传递的终点站，是功能分子。细胞功能是由蛋白质来完成的。而根据修正的中心法则，miRNA也是功能分子，它们的细胞功能就是调节基因表达水平，而且这种调节作用常常导致具有明确定义的细胞功能或性状（phenotype）的变化。因此，我们可以将“ ：mRNA→蛋白质”这个模式看成是中心法则的另一种补充和完善（中心法则V3.0；中心法则第三版本）。也因此，我们可以说，miRNA的发现改变了我们对生命规律的认识，亦即改变了我们的“生命科学观”。

在许多物种中，染色体中的DNA大部分是不编码蛋白质的，约占据了人类基因组DNA序列全长的98%。而“真正有用”的DNA，即能够表达基因的DNA，仅占其中极小的一部分（约1%）。而且生物复杂程度即进化地位越高，非编码DNA在基因组中所占的比例就越高。故长期以来，这部分非蛋白编码的“无效”的DNA区域被人们称作“垃圾DNA”（junk DNA）。然而，miRNA以及其他ncRNA的发现颠覆了这个观念。现在我们知道，有不少miRNA和其他ncRNA正是由“垃圾DNA”来编码的，这些miRNA对蛋白编码基因的表达起着关键性的调控作用。从此，“垃圾DNA”被科学界视为“宝藏DNA”，科学家们都乐此不疲地在这个“宝藏”里“淘宝”，试图寻找到新的miRNA或其他价值连城的“宝贝”。显然，就从这个角度来说，miRNA也是颠覆“生命科学观”的发现。

表观遗传学（epigenetics）是指不涉及DNA序列改变的基因或者蛋白表达的变化，并可以在发育和细胞增殖过程中产生可遗传的性状。它属于一门新兴的生物学分支学科，内容主要包括DNA甲基化（DNA methylation）、组蛋白共价修饰（histone modifications）、染色质重塑、基因沉默、RNA编辑，以及新近发现的ncRNA（主要包括miRNA，siRNA，piRNA以及lncRNA）等的基因调控功能。近年来大量研究表明ncRNA在表观遗传学的调控中扮演了越来越重要的角色，特别是miRNA，它们在转录水平和转录后水平调节蛋白编码基因的表达。研究发现miRNA一方面参与了DNA甲基化和组蛋白脱乙酰的调节，而成为表观遗传学的一部分机制；另一方面，DNA甲基化和组蛋白修饰又可以反过来调节miRNA的表达。这个新型的调控机制也同样改变了我们关于表观遗传学的“生命科学观”。

miRNA的功能模式和作用机制体现了生物体内基因调控网络的三个独特的现象：“以小制大，以短伏长，以少控多”。miRNA的序列长度不过18～26nt，但它们却可以调节“身形”比自身大了不下50倍的mRNA（大多﹥1000nt）和蛋白质的的表达水平，使之维持在最适合于细胞生命活动的范围之内。有趣的是，只有约22nt长度的miRNA还无需使尽“浑身解数”，而只需要“伸出”一条短短的“右臂”——种子序列，就足以如“囊中探物”将mRNA一一“擒拿到手”。另一方面，正是因为miRNA的作用主要取决于其种子序列，才赋予了每一个miRNA都能够同时调控多个基因（可多达上千个基因）的能力：凡是携带了与某个miRNA种子互补序列的mRNA都有可能成为这个miRNA的靶基因，而且这种调控模式还赋予了miRNA在不同组织细胞中可能引发不同功能表型的多样化作用，因为不同的组织细胞表达不同的miRNA和mRNA。为了解释这种现象，Wurdinger和Costa于2007年提出了miRNA的“一箭多靶”的概念 ^［28］。然而，这些“以小制大，以短伏长，以少控多”特性在生物学上到底有什么优势呢？笔者认为，miRNA的功能特性就好比物理学上或经济学上的杠杆效应，以最省力的方式做最大的功或以最低的资本做最大的投资，而miRNA则以能耗最低的代价，调节尽可能多的功能相关的基因，这种作用方式可以起到一个“信号放大”和“信号调和”的功效，保证细胞活动处于更加适中及和谐的状态。从生物进化的角度来说，miRNA及其“以小制大，以短伏长，以少控多”的功能特性无疑是通过长期的选择、发展并保留下来的优势特征，只是我们目前还无法彻底理解其中的奥妙。单从这个角度来说，miRNA的发现也无疑是一个改变“生命科学观”的新发现。

miRNA独一无二的特性要求我们也要用与众不同的技术方法来研究它们和认识它们，并最终将它们发展成为造福人类健康的产品。这也就大大地推动和促进了相关生物技术方法的革新。miRNA研究的发展历程其实就是伴随着相关技术手段改造和发明的过程。首先，miRNA“身形”小，极易“隐身”而不易被察觉，这也是为什么miRNA相较于许多其他类型的RNA，滞后多年才被发现的缘由之一。要在细胞质这个微观的“茫茫大海”之中钓起miRNA这条“小鱼”，过去用于检测其他RNA的技术方法就显得那样的无能为力了，这就给我们研究miRNA造成了极大的困难。为此，科学家们发明了形如“鱼钩”的“stemloop”反转录引物，才使miRNA“咬钩”，并用改造过的PCR方法才将miRNA“钓出水面” ^［29］。除了这个定量的RT-PCR技术，科学家们还研制出了许许多多其他的新技术方法，用于全方位地探测、定位和捕捉miRNA ^［29］。

探测捕捉miRNA的目的一方面是为了探索自然奥秘、了解miRNA的细胞功能及其功能模式，另一方面是为了有朝一日将关于miRNA的知识转化为实际应用的产品。miRNA结构和表达的种属保守性、组织特异性和疾病特异性这三大特性，加之其“以小制大，以短伏长，以少控多”的功能模式，都使它们成为最吸引眼球、最具潜力的可被应用于生物医药领域的发展对象。的确，研究已经发现miRNA是许多疾病的生物标志物，可以被用于疾病诊断和预后；更加令人振奋的是，miRNA可以作为人类疾病治疗的新靶点而发展miRNA-based药物，因为通过改变miRNA的表达水平和功能状态，可以达到治疗疾病的目的。而所有这些方面的发展都有赖于相关技术方法的发明和运用！从这个意义上说，miRNA的发现同时改变了人们的“方法观”。哈尔滨医科大学研究团队所提出的“miRNA干扰（miRNA interference）”这样一个新概念正是对这些技术和方法的一个总结和升华 ^{［30，31］}。（详见第二十三章）

lin-4和 let-7都是在一种小小的和不起眼的蠕虫——秀丽隐杆线虫身上发现的。可以武断地说，没有线虫，miRNA不会被发现，至少不会在20年前就被发现。换句话说，miRNA的发现是科研实验材料的明智选择的成果，尽管当年Ambros和Ruvkun用线虫研究发育过程并非为了寻找当时连传说都不是的miRNA。在生命科学研究领域，有不少研究人员“瞧不起”像线虫这类与人类健康似乎没有密切关系的动物模型。但是，就如同果蝇一样，线虫对人类科学发展和人类健康水平的提升做出了无可比拟的贡献。

早在1965年，悉尼•布雷内（Sydney Brenner）就建立了利用线虫作为分子生物学和发育生物学研究领域的模式生物。2002年诺贝尔生理学或医学奖授予布雷内、罗伯特•霍维茨（H. Robert Horvitz）、约翰•苏尔斯顿（John E. Sulston）三人。他们获奖的理由是在20世纪60年代初期正确选择线虫作为模式生物，发现器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。从20世纪80年代中期开始的线虫基因组测序工作，于1998年完成，同年Fire建立了线虫RNA干扰技术，该技术可以沉默特定的基因，即通过反向遗传学（reverse genetics）研究特定基因的功能，在生命科学的许多领域得到应用，也因此，Fire和Mello获得2006年诺贝尔医学或生理学奖。

秀丽隐杆线虫（C.elegans）是一种无毒无害、可以独立生存的线虫，其个体小，成体仅1.5mm长，雌雄同体，雄性个体仅占群体的0.2%，可自体受精或双性生殖；在20℃下平均生活史为3.5天，平均繁殖力为300～350个；但若与雄虫交配，可产生多达1400个以上的后代。秀丽线虫是一个染色体数很少的二倍体，2n＝12（一对性染色体和5对常染色体），基因组很小，仅有8×10 ⁷bp，约为人类基因组的3%，包容13 500个基因。因此，秀丽线虫因其遗传背景清楚、个体结构简单、生活史短、基因组测序完成等，在遗传与发育生物学、行为与神经生物学、衰老与寿命、人类遗传性疾病、病原体与生物机体的相互作用、药物筛选、动物的应急反应、环境生物学和信号传导等领域得到广泛应用。

当然，笔者在此“吹捧”线虫的目的并非为了鼓动读者都去研究这些小虫虫，倘若拿它们去研究心血管病理生理，似乎是“小材大用”“强人所难”了。笔者的用意在于提醒大家关注科学家们在线虫身上做出的任何新发现，将这些新发现及时地“移花接木”“发扬光大”，用到自己的研究领域中来，也许还会获得类似miRNA这样的新发现。

Ambros在一篇讲述他们发现 lin-4的故事的文章中强调， lin-4的发现是他们对研究课题的持续的好奇心、运气、时机和同事们慷慨奉献的结果（原话：The lin-4 story is one of persistent curiosity，luck，timing，and the generosity of colleagues） ^［32］。毫无疑问，这是一个非常谦卑的自我总结。这里所提到的运气，可以理解为他们参与了对幼虫发育（特别是对 lin-4和lin-14对幼虫发育影响）的研究；说到持续的好奇心，无疑是指他们对课题的高度兴趣和坚持不懈；说到时机，是因为当时分子生物学方法的发展已经达到了允许他们不难地找出 lin-4基因的阶段；说到同事们的慷慨奉献，当然是他们研究团队中拥有的优秀的人才及其刻苦工作。但是，Ambros的谦虚并不能掩盖我们对他们成功背后的科研水平和独特素质的钦佩和探究。如果说，选择利用秀丽线虫作为研究模型奠定了他们成功的基础，那么，他们在研究过程中对待不断出现的意外结果和事件的执着的探索就是他们成功的保证。当他们发现 lin-4基因缺乏蛋白翻译起始码和终止码时，他们仍然执着地将其当成一个蛋白编码基因来对待。他们做了一系列实验来验证他们的想法，直到他们的实验结果证伪了他们的推测。正是这种试错法（try-and-error）和“执迷不悟”才让他们迈出了走向成功的下一步。 lin-4不是一个蛋白编码基因，那么，它是如何发挥其调节发育的功能呢？他们陷入了困惑，他们那时候没有现成的知识允许他们做出 lin-4这个只有22nt长度的RNA就是一个独立的功能分子的推断。他们需要交流，与高人作学术交流。正因此也就有了Ambros与Ruvkun对数据和思想的互相交流，有了Ambros在文献中寻找灵感的单向交流。事实上，许多伟大的科学发现往往并不是来自预先设想和期待的结果，而是来自于对研究中所碰到的意外结果的高度的敏感、深度的好奇和执着的探究，而伟大的科学家头脑中的思想火花往往是从与他人的交流中而激发出来的。