RNA干扰设计
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RNA干扰技术的实验技巧与常见问题解答RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)是一种重要的分子生物学研究技术,广泛应用于基因功能分析、疾病治疗等领域。
在RNA干扰实验中,研究人员可以通过引入特定的小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)或微小核糖核酸(microRNA,miRNA)来抑制或沉默目标基因的表达。
本文将介绍RNA干扰实验的一些关键技巧,并回答一些常见问题,旨在帮助读者更好地开展RNA干扰实验。
一、实验技巧1. 选择合适的靶基因和控制组在进行RNA干扰实验之前,首先需要确定要研究的靶基因。
该靶基因最好具有研究价值,并且对其功能了解较少。
同时,为了验证RNA干扰的特异性和效果,还需要设计合适的阴性对照组和阳性对照组。
阴性对照组可选择与靶基因序列无关的小干扰RNA或一个无关的基因作为靶点;阳性对照组则可选择确切知道RNA干扰会对其表达产生影响的基因。
2. 合理设计siRNA或miRNA序列在设计干扰序列时,可使用在线生物信息学工具或商业公司提供的设计工具,遵循以下原则:a)长度通常为19-23个核苷酸,一般选择21个核苷酸长度;b)确保序列中包含稳定的核苷酸序列,以提高干扰效果;c)避免序列与其他基因有任何类似区域,以确保干扰的特异性。
3. 选择适当的转染试剂与条件RNA干扰实验中常用的转染试剂包括化学法、电转法和病毒载体转染法。
在选择转染试剂时,需根据实验的需求和细胞类型进行选择。
另外,转染条件的优化也很关键,如浓度、时间和转染温度等,可对不同细胞类型进行优化。
4. 时间点和干扰效果的监测RNA干扰的效果通常在转染后24-72小时达到峰值,但不同细胞类型和靶基因可能有所不同。
因此,在进行RNA干扰实验时,需对不同时间点进行监测,以确定最佳时间点。
常用方法包括荧光显微镜观察siRNA或miRNA的共转染效率、Western blot或RT-qPCR检测蛋白质或基因的表达水平。
新型药物——RNA干扰技术RNA干扰技术,是指利用RNA分子抑制靶标基因表达的技术,也被称为RNAi技术。
这种技术被认为是一种有效的基因靶向药物发展方法,近年来已经越来越受到关注。
本文将从基本原理、发展历程、现状和前景四个方面探讨RNA干扰技术的应用前景。
一、基本原理RNA干扰技术的基本原理是:在细胞内,RNA分子通过匹配比较与它们相互作用的靶标RNA来抑制特定的基因表达。
RNA干扰的反应主要是通过引入一种小RNA分子来实现的。
这种小RNA分子有两种类型:微小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)和microRNA(miRNA)。
siRNA主要是为了阻断目标mRNA而设计的,可以被细胞内RNA酶制备出来,并且可以通过介导RNA介导的开放式染色质(RNA-induced open chromatin,RIOC)途径来导致靶mRNA的降解。
而miRNA则是通过结合不完美匹配的靶mRNA抑制其翻译。
二、RNA干扰技术的发展历程RNA干扰技术的发展历程始于1998年,当时发现C.elegans(秀丽隐杆线虫)中一群基因缺失后,引起其表型发生了特异性变化。
其中,在RNAi技术被广泛应用之前,关键的突破是首次发现siRNA。
通过缩短dsRNA(double-stranded RNA,双链RNA)来制作siRNA,能够高度特异性地抑制基因表达。
这一发现引起了科学家们的极大兴趣,RNAi技术逐渐成为一个热点领域。
在RNAi技术的发展过程中,广泛的研究证实RNAi具有广泛的应用范围,包括在基因学、细胞学、发育生物学和生物医学中的应用,以及在农业生产和生物医药领域中的应用。
三、现状在目前的生物医学领域中,RNAi技术已成为一种广泛使用的工具,被广泛应用于基因功能研究、病原体基因组学、基因治疗以及药物研发等方面。
现在RNAi技术已经成为基因治疗领域研究的重点。
目前,RNA干扰技术在临床中的应用主要集中在抗癌领域。
RNA干扰步骤范文RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)是一种通过介导靶向mRNA的降解或抑制翻译的机制来沉默基因表达的方法。
RNAi技术因其高效、具有选择性和可逆性等特点,被广泛应用于研究基因功能和治疗疾病。
下面是RNA干扰的常规步骤。
一、设计siRNA序列siRNA(short interfering RNA)是RNAi中最常用的工具。
它们由20-25个碱基组成,包含正链和反链。
设计好的siRNA序列特异性地与靶向mRNA结合,从而引发RNAi反应。
siRNA序列可以来自基因序列,也可以使用在线工具进行设计。
二、纯化siRNA合成完的siRNA可能含有未反应完全的杂质。
常见的提纯方法有丝染和HPLC,用于去除杂质并保留合适的siRNA。
三、转染siRNA将siRNA引入靶细胞内是RNAi实验的一步关键。
目前常用的转染方法有离心转染、电穿孔法、磷脂体转染和病毒载体转染等。
选择合适的转染方法要考虑细胞类型、实验目的和资源的可用性。
四、评估RNA干扰效果为了确定RNAi的有效性,可以使用定量PCR、Western blotting和免疫细胞化学等技术来检测目标基因的表达水平。
同时,还可以使用质粒转染RNA干扰对照组进行比较。
五、验证RNA干扰效应验证RNA干扰效应可以通过细胞增殖试验和细胞凋亡分析等方法来确定,以进一步验证RNAi技术的可靠性和有效性。
六、RNA干扰后的功能研究七、RNA干扰的限制和改进尽管RNAi技术在研究和治疗领域有潜力,但也存在一些限制,如序列特异性和细胞内递送的问题。
为了克服这些限制,研究者们正在努力改进siRNA的设计和输送系统。
总结起来,RNA干扰的步骤主要包括设计siRNA序列、纯化siRNA、转染siRNA、评估RNA干扰效果、验证RNA干扰效应以及RNA干扰后的功能研究。
通过这些步骤,研究人员可以有效地沉默目标基因的表达,揭示其生物学功能和分子机制,为基因功能研究和疾病治疗提供重要的工具和思路。
RNA干扰的作用机制及小干扰RNA的合成方法RNA干扰(RNA interference,缩写为RNAi)是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象,其机制是通过阻碍特定基因的翻译或转录来抑制基因表达。
当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA时,该mRNA发生降解而导致基因表达沉默[1]。
与其它基因沉默现象不同的是,在植物和线虫中,RNAi 具有传递性,可在细胞之间传播,此现象被称作系统性RNA干扰(systemic RNAi)[2,3]。
在秀丽隐杆线虫上实验时还可使子一代产生基因突变,甚到于可用喂食细菌给线虫的方式让线虫得以产生RNA干扰现象。
RNAi现象在生物中普遍存在。
1.RNAi的作用机制目前关于基因沉默的假说认为,转录后水平的基因沉默,主要包括起始阶段、效应阶段和倍增阶段。
1.1起始阶段外源性导入或由转基因、转座子、病毒感染等多种方式引入双链核糖核酸(dsRNA),在细胞内特异性与RNA酶Ⅲ(RNAaseⅢ核酸内切酶) Dicer结合,dsRNA被切割成21~23nt 长度的带有3′端单链尾巴及磷酸化的5′端的短链dsRNA,即小干扰RNA(siRNA)。
1.2效应阶段双链siRNA可以与含Argonauto(Ago)蛋白的核酶复合物结合形成RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC)并被激活。
在A TP供能情况下,激活的RISC 将siRNA的双链分开,RISC中核心组分核酸内切酶Ago负责催化siRNA其中一条链去寻找互补的mRNA链,然后对其进行切割。
反义链先与同源mRNA配对结合,然后RISC在距离siRNA 3'端12个碱基的位置将mRNA切断降解,从而阻止靶基因表达,使基因沉默[1]。
1.3 倍增阶段siRNA在RNA依赖性RNA聚合酶(RdRP)的作用下,以mRNA为模板,siRNA为引物,扩增产生足够数量的dsRNA作为底物提供给Dicer酶,产生更多的siRNA,可再次形成RISC,并继续降解mRNA,从而产生级联放大效应。
RNA 干扰载体的构建的实验流程RNA 干扰载体主要用来研究基因表达调控,RNA 干扰技术已已被广泛用于基因结构功能研究和传染性疾病及基因治疗领域,进行RNA 干扰实验首先是构建RNA 干扰载体,本文以pRI 系列载体为例论述了干扰载体的构建的实验流程。
产品技术背景H1启动子对转录产物长度的严格限制,基本上杜绝了非特异性干扰片段的产生,将载体转口细胞后对其它基因的影响降到最低。
pRI 系列载体已经成功用于多种哺乳动物细胞进行基因的本系列中含有新霉素抗性基因的载体用于稳定表达长时间内对基因表达抑制后的细胞功能和生理现象进行观察和分析。
插入寡核苷酸设计pRI 系列载体是基于III 类rna 聚合酶启动子:人类 H1启动子的专用于哺乳动物细胞RNA 干扰的载体。
H1启动子在哺乳动物细胞内合成类似siRNA 分子的小分子 RNA 。
由于H1启动子有精确的转录起始位点和终止信号,H1启动子转录产物精确生成人工设计的shRNA, shRNA 经过RISC 剪切后形成有2个U 突出末端的成熟siRNA 。
由于RNA 干扰。
siRNA,可以在更pRI系列载体的使用需要将人工设计的寡核苷酸片段插入pRI系列载体中特定的酶切位点之间,寡核苷酸片段中包含了针对目标基因的mRNA设计的长度为19nt的干扰片段。
合成时需要化学合成正向和反向两条寡核苷酸。
正、反向寡核苷酸退火后与载体连接,插入载体XhoI,BglII位点之间,位于载体上H1启动子下游正确的位置上。
连接后的载体转入哺乳动物细胞在H1启动子作用下转录产生shRNA。
1.选择干扰序列在RNA干扰实验中,RNA干扰序列的选择会显著影响RNA干扰效果。
我们建议您按照以下几点指导原则选择RNA干扰序列:推荐长度为19nt,采用21nt序列也可以取得良好效果。
RNA干扰序列中不包含大于3nt的连续相同碱基。
RNA干扰序列的GC含量为低到中等水平(推荐GC含量在35%到50%之间)。
RNA干扰技术靶点设计及其专一沉默效应分析RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种通过靶向特定基因来抑制基因表达的技术,它已经成为生命科学研究中广泛应用的工具。
RNA干扰通过转录靶向mRNA序列的小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)或微小RNA(microRNA,miRNA)来诱导基因特异性的沉默。
在进行RNA干扰研究时,靶点的选择和设计是至关重要的一步,它决定了干扰效果的专一性和效率。
本文将重点介绍RNA干扰技术靶点的设计原则及其专一沉默效应的分析。
RNA干扰技术的靶点设计主要包括两个方面:基因选择和靶点序列选择。
在基因选择方面,首先需要确定要研究的基因,并根据其功能、调控机制和生物学意义等因素进行选择。
常见的基因选择方式包括基于文献报道、生物信息学分析和基因表达分析等。
基于文献报道的基因选择可根据已有的研究结果,选择已知功能、与所研究领域相关的基因作为靶点。
生物信息学分析则可以从基因组数据库中筛选与研究目的相关的基因,如基因家族成员、调控相关因子等。
基因表达分析则可通过转录组学、蛋白质组学等技术,筛选出在特定条件下表达显著的基因,作为研究的靶点。
靶点序列选择是RNA干扰技术靶点设计中的关键步骤之一。
选定的靶点序列应具有一定的保守性和特异性,以确保沉默效应的专一性和高效性。
靶点序列的选择主要基于两个原则:GC含量和序列特异性。
GC含量是指靶点序列中GC碱基的比例,GC含量通常在40%到60%之间可以使得siRNA与靶mRNA形成更稳定的复合物。
序列特异性则是指siRNA与靶mRNA之间的碱基配对和互补性。
siRNA与靶mRNA的完全互补(完全匹配)是RNA 干扰的经典模式,但近年来也发现部分互补(部分匹配)也可以诱导RNA干扰。
因此,在靶点序列选择时,可以通过基因组中靶位点的特异性评估和互补性分析来确定合适的靶点序列。
除了靶点的设计,专一沉默效应的分析也是RNA干扰研究中必不可少的部分。
RNA干扰载体的构建的实验流程RNA干扰载体主要用来研究基因表达调控,RNA干扰技术已已被广泛用于基因结构功能研究和传染性疾病及基因治疗领域,进行RNA干扰实验首先是构建RNA干扰载体,本文以pRI 系列载体为例论述了干扰载体的构建的实验流程。
产品技术背景pRI系列载体是基于III类rna聚合酶启动子:人类H1启动子的专用于哺乳动物细胞RNA干扰的载体。
H1启动子在哺乳动物细胞内合成类似siRNA分子的小分子RNA。
由于H1启动子有精确的转录起始位点和终止信号,H1启动子转录产物精确生成人工设计的shRNA,shRNA 经过RISC剪切后形成有2个U突出末端的成熟siRNA。
由于H1启动子对转录产物长度的严格限制,基本上杜绝了非特异性干扰片段的产生,将载体转染细胞后对其它基因的影响降到最低。
pRI系列载体已经成功用于多种哺乳动物细胞进行基因的RNA干扰。
本系列中含有新霉素抗性基因的载体用于稳定表达siRNA,可以在更长时间内对基因表达抑制后的细胞功能和生理现象进行观察和分析。
插入寡核苷酸设计pRI系列载体的使用需要将人工设计的寡核苷酸片段插入pRI系列载体中特定的酶切位点之间,寡核苷酸片段中包含了针对目标基因的mRNA设计的长度为19nt的干扰片段。
合成时需要化学合成正向和反向两条寡核苷酸。
正、反向寡核苷酸退火后与载体连接,插入载体XhoI,BglII位点之间,位于载体上H1启动子下游正确的位置上。
连接后的载体转入哺乳动物细胞在H1启动子作用下转录产生shRNA。
1. 选择干扰序列在RNA干扰实验中,RNA干扰序列的选择会显著影响RNA干扰效果。
我们建议您按照以下几点指导原则选择RNA干扰序列:推荐长度为19 nt,采用21 nt序列也可以取得良好效果。
RNA干扰序列中不包含大于3 nt的连续相同碱基。
RNA干扰序列的GC含量为低到中等水平(推荐GC含量在35%到50%之间)。
不要将RNA干扰序列设计在已知的RNA-蛋白质结合位置附近。
rna干扰载体设计原则RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)是一种广泛应用于生物学研究和基因治疗领域的技术。
RNA干扰通过介导小分子RNA (siRNA或miRNA)与靶向基因的mRNA结合,从而降低或抑制该基因的表达。
为了实现高效、可靠的RNA干扰作用,科学家们设计了一系列RNA干扰载体。
本文将介绍RNA干扰载体设计的原则和策略。
RNA干扰载体的设计需要考虑siRNA或miRNA的选择和合成。
siRNA 通常由21到23个核苷酸组成,而miRNA则由60到100个核苷酸组成。
在选择siRNA或miRNA时,需要注意序列的选择和靶向基因的选择。
合适的siRNA或miRNA序列可以通过生物信息学工具进行预测和选择,确保其能够与靶向基因的mRNA特异性结合。
RNA干扰载体的设计需要考虑载体的构建和转染效率。
一般而言,RNA干扰载体可以采用质粒或病毒载体进行构建。
质粒载体的优点是方便构建和操作,但其转染效率较低。
病毒载体则可以实现高效的转染,但需要注意病毒的选择和安全性。
在构建RNA干扰载体时,还需要考虑启动子的选择和siRNA或miRNA的插入位置。
RNA干扰载体的设计还需要考虑表达水平的调控。
为了实现RNA干扰的最佳效果,需要调控siRNA或miRNA的表达水平。
常用的调控策略包括使用不同强度的启动子、添加启动子的启动子和使用外源基因的转录调控序列。
RNA干扰载体的设计还需要考虑递送方式和细胞特异性。
RNA干扰载体可以通过转染、转导或转化等方式递送到目标细胞。
在选择递送方式时,需要考虑载体的稳定性、细胞毒性和细胞特异性。
为了实现特异性的RNA干扰作用,可以在载体中加入细胞特异性启动子、细胞特异性表达调控元件或细胞特异性的运载体。
RNA干扰载体的设计还需要考虑评价和验证。
设计好的RNA干扰载体需要进行验证和评价,确保其能够实现预期的RNA干扰效果。
常用的评价方法包括实时荧光定量PCR、Western blot、免疫组化和功能实验等。
什么是siRNA和RNAi双链RNA经酶切后会形成很多小片段,称为siRNA,这些小片段一旦与信使RNA(mRNA)中的同源序列互补结合,会导致mRNA失去功能,即不能翻译产生蛋白质,也就是使基因“沉默”了。
RNA干扰(RNAinterference,RNAi)是由双链RNA引发的转录后基因静默机制,它通过生物体内siRNA介导识别,特定RNA水解酶参与,并靶向切割同源性靶mRNA。
实现RNA干扰现象是真核生物中普遍存在的抵抗病毒等外来入侵、抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制。
目前RNA干扰技术已成功用于基因功能和信号转导系统上下游分子相互关系的研究。
随着研究的不断深入,RNAi的机制正在被逐步阐明,大量的论文被发表,成百上千的专利被授权或递交申请,而同时作为功能基因组研究领域中的有力工具以及新药开发的诱人前景,RNAi也越来越为人们所重视。
RNAi技术发展历程1998:植物基因中基因沉默现象的发现2000:哺乳动物细胞中基因沉默的实现2001:被《科学》评为当年十大科技突破之一2003:动物体内观察到RNA干扰作用2004:在恒河猴上的SARS病毒研究取得进展2004:Acuity Pharmaceutical 第一个RNA干扰药物申请IND2004:siRNA Therapeutics 第一个RNA干扰药物申请IND2005:第一个RNA干扰药物进入一期临床,取得良好的效果2005:化学修饰的siRNA oligo 体内系统给药取得突破2006:诺贝尔医学奖授予两美国RNAi技术专家2007:美国卫生研究院(NIH)组建首个RNAi委员会,旨在为NIH 的科学主管给出有关如何尽可能改善他们对RNAi 技术的评估截止2008年:已有七项核酸干扰药物项目在美国进入临床试验,其中,有一项药物已经推入到第III期临床试验RNAi 2006诺贝尔医学奖述评——年轻的获奖者——2006年10月2日,现年47岁的Andrew Z. Fire和45岁的Craig C. Mello由于在RNAi(RNA interference,RNAi)及基因沉默现象研究领域的杰出贡献而今年诺贝尔医学奖获得者,且获奖日期距其研究发表仅8年时间,获奖速度之快亦令人叹为观止。
颁奖委员会评价:“他们发现了控制基因信息流通的基本机制,解释了困惑这一研究者们许久的难题。
”“像在清晨突然打开窗帘,然后一切都一目了然了”。
—— RNAi的殊荣——2001年,随着人类基因组测序的完成,针对其它多种生物的基因组测序计划也相继开展起来。
在未来的一段时间内,科学界将不会出现比人类基因组测序更瞩目的技术。
有人将人类基因组测序称为“21世纪科学发展史上的里程碑”、“生物学领域最重要的成就之一”。
然而时隔不久,同一年在哺乳动物中发现的RNAI掀起了一场风暴,而且愈演愈烈。
《Science》杂志将RNAi称为“2002年的重大突破”(Couzin,2002)。
然而,更加令人吃惊和兴奋的是,4年以后的今天,Andrew Fire和Craig Mello就因此获得2006年诺贝尔医学奖。
一项全新的技术在提出后短短几年就得到诺贝尔奖的青睐和肯定,此前是绝无仅有的,这也足见RNAi在医学领域的开创性意义和极大的应用前景。
—— RNAi的机制———— RNAi的身世——科学家们最早在植物(Napoli等,1990)和脉孢菌(Neurospora crassa) (Cogoni和Macino,1997)中发现了dsRNA诱导的RNA沉默现象。
RNAi在这些机体中作为抗病毒的防御体系而发挥作用。
虽然在上述发现中,转基因病毒可以编码具有沉默功能的基因片断,并在复制过程中产生dsRNA,但针对RNA沉默现象的决定性发现还是由Andrew Fire 和Craig Mello首先完成的。
早在几年前,在线虫中进行反义RNA实验时,Guo和Kemphues就观察到正义RNA 也具有很高的基因沉默活性(Guo和Kemphues,1995)。
后来Andrew Fire和Craig Mello通过实验阐明了这一反常现象:将反义RNA和正义RNA同时注射到秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)比单独注射反义RNA诱导基因沉默的效率高10倍。
由此推断,dsRNA触发了高效的基因沉默机制并极大降低了靶mRNA水平(Fire等,1998)。
人们将这一现象命名为RNAi (见综述:Arenz和Schepers,2003)。
基因所携带遗传信息(即单个基因的具体功能)的传递是通过名为信使RNA的分子进入细胞蛋白合成“工厂”而实现的,而基因功能的研究方法一直是研究工作的拦路虎。
Fire和Mello通过线虫实验证实:某些分子触发了特定基因上RNA的破坏,导致蛋白无法合成,出现“基因沉默”,而这一过程便被称为RNAi。
天然的RNAi现象存在于植物动物和人类等真核生物的体内,在调解基因活力和预防病毒感染方面起到重要作用。
同时他们还发现了有效关闭基因表达的方法,这样当某一特定基因被“沉默”后,其功能便反向的体现出来了。
—— RNAi的运用——RNAi主要通过在转录后(post-transcriptional)水平阻断基因的表达,并借此研究基因的功能。
同时它为我们提供了一个治疗疾病的新途径。
比如,我们可以按拟定的方式来关闭(shutting off)非必需或致病基因的功能。
从理论上说,若能关闭致病基因的表达则很多疾病将被治愈。
动物实验已证明,可以通过RNAi的方法使导致血胆固醇升高的基因“沉默”;病毒性疾病,眼疾,心血管代谢性疾病等方面的临床试验也正在进行中;这一方法为病毒性肝炎、艾滋病和肿瘤等人类顽疾的治疗指了一条新路。
随着人们对多种生物体基因组序列了解的深入,RNAi技术可以帮助我们更细致地了解复杂的生理学过程。
RNAi 技术与基因组学、蛋白质组学和功能蛋白质组学密切相关,因此,RNAi本身可作为一项实验技术为生物工程及制药业等相关行业服务,从而在更深更广的领域发挥其作用。
,RNAi技术应用前景——研究基因功能的新工具——RNAi能够在哺乳动物中灭活或降低特异性基因的表达,制作多种表型,而且抑制基因表达的时间可以随意控制在发育的任何阶段,产生类似基因敲除的效应。
线虫和果蝇的全部基因组序列已测试完毕,发现大量未知功能的新基因,RNAi将大大促进对这些新基因功能的研究。
与传统的基因敲除技术相比,这一技术具有投入少,周期短,操作简单等优势,近来RNAi成功用于构建转基因动物模型的报道日益增多,标志着RNAi将成为研究基因功能不可或缺的工具。
——研究信号传导通路的新途径——联合利用传统的缺失突变技术和RNAi技术可以很容易地确定复杂的信号传导途径中不同基因的上下游关系,Clemensy等应用RNAi研究了果蝇细胞系中胰岛素信息传导途径,取得了与已知胰岛素信息传导通路完全一致的结果,在此基础上分析DSH3PX1与DACK之间的关系,证实了DACK是位于DSH3PX1磷酸化的上游激酶。
RNAi 技术较传统的转染实验简单、快速、重复性好,克服了转染实验中重组蛋白特异性聚集和转染效率不高的缺点,因此认为RNAi技术将可能成为研究细胞信号传导通路的新途径。
——开展基因治疗的新策略——RNAi具有抵抗病毒入侵,抑制转座子活动,防止自私基因序列过量增殖等作用,因此可以利用RNAi现象产生抗病毒的植物和动物,并可利用不同病毒转录序列中高度同源区段相应的dsRNA抵抗多种病毒。
肿瘤是多个基因相互作用的基因网络调控的结果,传统技术诱发的单一癌基因的阻断不可能完全抑制或逆转肿瘤的生长,而RNAi可以利用同一基因家族的多个基因具有一段同源性很高的保守序列这一特性,设计针对这一区段序列的dsRNA分子,只注射一种dsRNA即可以产生多个基因同时剔除的表现,也可以同时注射多种dsRNA而将多个序列不相关的基因同时剔除。
我们应该肯定RNAi技术在充满挑战的后基因时代必将有广阔的应用前景,它将会在生物医学研究中产生一种新的技术革命。
人工合成的dsRNA寡聚药物的开发将可能成为极具发展前途的新兴产业。
RNAi基本原理目前对RNAi的作用机理尚不清楚, RNAi是由dsRNA诱导的多步骤、多因素参与的过程,属于基因转录后调控,其中需要ATP的参与。
通常认为dsRNA 由核酸内切酶(RNase Ⅲ)切割成21~23bp的siRNA(在果蝇RNase Ⅲ被称为dicer),siRNA再与体内一些酶(包括内切酶、外切酶、螺旋酶)结合形成RNA 诱导的沉默复合物RISC,然后RISC再特异性地与mRNA的同源区结合,通过酶的作用使mRNA降解,而产生基因沉默。
靶mRNA被破坏后, RISC还可以再作用于其它靶分子。
siRNA还具有低分子质量、低浓度、沉默信号可在细胞间传递甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点。
而大于30bp的dsRNA可引起机体非特异性干扰素样反应和蛋白激酶(PKP)的激活而使其被降解,从而大大减少了其对mRNA的抑制作用。
RNAi技术专用名词MicroRNA(miRNA,微小RNA)一些小的双链RNA可以高效、特异地阻断体内特定基因表达,促使mRNA降解,诱使细胞表现出特定基因缺失的表型,称为RNA干扰(RNA interference,RNAi,也译作RNA干预或者干涉)。
它也是体内抵御外在感染的一种重要保护机制。
mRNA,为messenger RNA 的简称,或称为信使RNA是由内源性发夹(hairpin)结构转录产物衍生而来的一种长为19nt~25nt的单链RNA。
在每种高等动物中,存在200种以上的miRNA,是最大的基因家族之一,约占基因组的1%。
siRNA:(short/small interfering RNAs)mRNA是由DNA经由转录而来,带着相应的遗传讯息,为下一步转译成蛋白质提供所需的讯息。
小干扰RNA一种短片断双链RNA分子,能够以同源互补序列的mRNA为靶目标降解特定的mRNA,这个过程就是RNA 干扰途径(RNA interference pathway)。
shRNAs:(RNA-Short hairpin RNAs)短发夹RNA是设计为能够形成发夹结构的非编码小RNA分子,短发夹RNA能够通过RNA干扰来抑制基因的表达。
Thomas Rosenquist's group和Greg Hannon's group联合研究了在哺乳动物种系细胞中shRNAs的转移导致基因长时间稳定沉默的机制。
cDNA:互补DNA以信使RNA为模板合成的DNA,常常采用互补DNA的一条链作为绘制物理图谱时的探针。
Genomic Library基因组文库对某个染色体,制备随机产生的、相互之间有重叠部分的片段的克隆。