RNA干扰综述
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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)。
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。
RNAi与转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing and transgene silencing)在分子层次上被证实是同一种现象发现:RNA干扰现象是1990年由约根森(Jorgensen)研究小组在研究查尔酮合成酶对花青素合成速度的影响时,为得到颜色更深的矮牵牛花而过量表达查尔酮合成酶,结果意外得到了白色和白紫杂色的矮牵牛花,并且过量表达查尔酮合成酶的矮牵牛花中查尔酮合成酶的浓度比正常矮牵牛花中的浓度低50倍。
约根森推测外源转入的编码查尔酮合成酶的基因同时抑制了花中内源查尔酮合成酶基因的表达。
1992年,罗马诺(Romano)和Macino也在粗糙链孢霉中发现了外源导入基因可以抑制具有同源序列的内源基因的表达。
1995年,Guo和Kemphues在线虫中也发现了RNA干扰现象。
1998年,安德鲁·法厄(Andrew Z. Fire)等在秀丽隐杆线虫(C.elegans)中进行反义RNA 抑制实验时发现,作为对照加入的双链RNA相比正义或反义RNA显示出了更强的抑制效果[1]。
从与靶mRNA的分子量比考虑,加入的双链RNA的抑制效果要强于理论上1:1配对时的抑制效果,因此推测在双链RNA引导的抑制过程中存在某种扩增效应并且有某种酶活性参与其中。
RNA干扰什么是RNA干扰?RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)是一种通过特定的RNA分子干扰基因表达的现象。
这种现象最早被发现于植物和线虫中,后来发现在动物中也普遍存在。
RNA干扰通过介导mRNA的降解或抑制转录来实现靶向基因的沉默。
RNA干扰的机制主要是通过一种特殊的小RNA分子,称为干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)或小干扰RNA (short interfering RNA,shRNA)。
这些siRNA或shRNA是由外源性或内源性的长双链RNA在细胞内被核酶Dicer切割而成的20-30个碱基的双链RNA分子。
RNA干扰的过程RNA干扰的过程可以分为三个主要步骤:siRNA的产生、siRNA的引物和RNA诱导沉默复合物(RISC)的形成、RISC 介导的mRNA降解或转录抑制。
首先,外源性或内源性的长双链RNA被核酶Dicer切割成20-30个碱基的siRNA。
siRNA由RNA诱导沉默复合物(RISC)捕获,其中的一个链被释放,留下一个导引链和一个剪切链在RISC中。
接下来,导引链将与靶标mRNA互补结合。
RISC将靶标mRNA切割成小片段,导致mRNA的降解或转录抑制。
这种RNA干扰过程可以非常特异地沉默特定的基因表达。
RNA干扰在基因研究中的应用RNA干扰已经成为基础科学研究和功能基因组学研究中广泛应用的工具。
通过沉默特定基因的表达,研究人员可以揭示该基因在生物学过程中的功能,以及该基因对疾病发展的影响。
在细胞水平上,RNA干扰可以用于验证候选基因是否在特定生物途径中起关键作用,或者用于筛选新药物靶点。
研究人员可以通过转染siRNA或shRNA来干扰目标基因,评估其对细胞功能的影响。
在动物模型中,RNA干扰可以用于研究特定基因的作用。
通过通过siRNA或shRNA直接注射进入动物体内,可以沉默目标基因的表达,并观察动物表型的变化。
第七组分子报告《RNA干扰》总结组长:方刚组员:张科强范宇巧田甜肖鹏车斌我们组报告的主题是“RNA干扰”。
首先,何谓“RNA干扰”呢?如果将RNA干扰看作一种生物学现象,可以有以下定义:①RNA干扰是由dsRNA介导的有特定酶参与的特异性基因沉默现象,它在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因的表达。
②RNA干扰是有dsRNA参与指导的,以外源和内源mRNA为降解目标的转基因沉默现象,是一种具有核苷酸序列特异性的自我防御机制,当外源基因导入或病毒入侵后,细胞中与转基因或入侵病毒的RNA同源的基因一起沉默的现象。
如果将其作为一门生物技术,则可定义为:①RNAi 是指通过反义RNA与正链RNA 形成双链RNA 从而特异性地抑制靶基因,通过人为地引入与内源靶基因具有相同序列的双链RNA(正义RNA 和反义RNA) ,从而诱导内源靶基因的mRNA 降解,阻止基因表达的技术。
②RNAi是指体外人工合成的或体内的双链RNA(dsRNA)在细胞内特异性的将与之同源的mRNA降解成21nt~23nt 的小片段,达到相应的基因沉默的技术。
③RNAi是将与靶基因的mRNA 同源互补的双链RNA导入细胞,特异性地降解该mRNA ,从而产生相应的功能表型缺失, 为转录后水平的基因沉默技术(post - transcriptional gene silence , PTGS)。
其次,RNA干扰的基本过程和机制如下:第一步(起始阶段):是较长ds RNA在ATP参与下被RNaseⅢ样的特异核酸酶切割加工成21~23nt的由正义和反义链组成的小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)(见图一)。
图一第二步(效应阶段):是siRNA 在ATP 参与下被RNA 解旋酶解旋成单链,并由其中反义链指导形成RNA 诱导的沉默复合体(RNA-induced silencingcomplex ,RISC)(见图二)。
关于RNA 干扰的综述一、相关概念基因沉默:通过人工手段使基因的最终产物无法表达。
分为转录前水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默(TGS和PTGS )。
TGS 是指转基因在细胞核内RNA 合成受到了阻止而导致基因沉默,例如转基因植物体内特定基因的甲基化,导致无法转录。
PTGS 则是指转基因能够在细胞核里被稳定地转录,但在细胞质里却无相应的mRNA 存在这一现象。
反义RNA :反义RNA 是指与mRNA 互补的RNA 分子,也包括与其它RNA 互补的RNA 分子。
由于核糖体不能翻译双链的RNA ,所以反义RNA 与mRNA 特异性的互补结合, 即抑制了该mRNA 的翻译。
该技术属于上述的PTGS 。
二、发现简史上个世纪末,反义RNA 作为一项基因治疗的新技术引起不少研究人员的兴趣,然而在一些实验中发生了一些有趣的现象:向细胞中导入与目的mRNA 序列相同的正义RNA 和与之互补的反义RNA 一样,可以产生阻断mRNA翻译的效果。
这与传统的反义RNA 技术相悖。
之后人们发现,将双链RNA (dsRNA ,由正义RNA 和反义RNA 结合而成)注入,诱发了比单独注入二者之一都要强得多的基因沉默。
之后也证实纯化的正义RNA 没有诱导作用,而反义RNA 的诱导作用也很小,而之前正义RNA 引发基因沉默的实验结果也被证实是由于其中受到了微量dsRNA 的污染。
(如右图T1、T2所示)T1(上)T2(下)三、原理与应用概述:细胞由于进化的机理,有一套降解双链RNA的酶系统(抗病毒感染)。
RNAi就是利用这一系统,人工引入一段和目标RNA互补的序列,这样,在细胞内形成双链RNA,诱发降解机制。
使目标RNA降解,无法被进一步翻译了。
具体过程:第一步(起始阶段):是较长ds RNA在ATP参与下被RNaseⅢ样的特异核酸酶切割加工成21~23nt的由正义和反义链组成的小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)。
RNA干扰及其机制RNA干扰(RNA interference, RNAi)是一种在真核生物中广泛存在的保守的基因调控机制。
它通过靶向特定的RNA分子,降低或抑制其转录或翻译,从而实现对基因表达的调控。
RNA干扰机制包括小干扰RNA(small interfering RNA, siRNA)和microRNA(miRNA)两种方式。
RNA干扰的机制主要涉及到siRNA和miRNA的合成、成熟和靶向调控过程。
siRNA是由外源RNA(如病毒RNA)或内源RNA(如转座子RNA)降解产生的小分子RNA,它与RNA诱导的沉默复合体(RISC)相结合,通过序列互补靶向其作用靶标RNA分子,导致靶标RNA的降解或翻译抑制。
miRNA则是内源性产生的一类小RNA,通过转录、剪切和成熟过程产生成熟miRNA,与RISC结合后,靶向调控多个mRNA的翻译。
在siRNA合成过程中,双链RNA(dsRNA)首先由核酸多聚酶复制或RNA转录过程产生,而在miRNA合成过程中,则由miRNA前体RNA经过外核脱去部分序列后产生。
这些长链RNA经过核酸酶Dicer酶的作用进一步加工成为长度约为21-23个核苷酸的双链小miRNA或siRNA。
miRNA与RNA诱导的沉默复合体(RISC)结合后,通过序列互补机制靶向特定的mRNA,从而发挥调控的作用。
RNA干扰的调控作用主要通过两种方式实现:一是通过mRNA的降解,siRNA或miRNA与RISC结合后,通过靶标mRNA上的完全或部分互补序列,引导RISC靶向特定mRNA上的区域,使该mRNA受到核酸内切酶的攻击,导致mRNA的降解;二是通过转录的翻译抑制,siRNA或miRNA与RISC结合后,通过靶标mRNA上的互补序列,抑制其翻译的发生,使得mRNA不能被核糖体识别和翻译出蛋白质。
在细胞中,RNA干扰不仅参与基因的调控,还参与到染色体剪接、DNA甲基化和染色质乃至整个基因组的稳定性调控中。
试述RNA干扰的原理和应用原理介绍RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)是一种基因沉默的现象,通过转录后基因沉默的方式调控基因表达。
它在生物体内通过小分子RNA(siRNA和miRNA)介导的机制实现,可以靶向特定基因的mRNA并导致其降解或抑制转录,从而抑制目标基因的表达。
RNA干扰的主要原理是,由于siRNA或miRNA的序列与目标mRNA的序列互补配对,形成二重链结构,通过RNA诱导的沉默复合物(RISC)的介导,将目标mRNA特异性地降解。
RNA干扰可以发生在真核生物和原核生物的细胞内,包括植物、动物和微生物。
RNA干扰的应用RNA干扰在基因研究和生命科学领域有着广泛的应用。
下面以几个具体的应用为例进行介绍:1. 基因功能分析RNA干扰技术可以通过特异性地沉默特定基因的表达,来研究目标基因在细胞、组织或整个生物体中的功能。
通过沉默目标基因后的观察,可以推断该基因对特定生理过程或病理过程的影响,并进一步揭示基因功能的机制。
2. 新药研发RNA干扰技术可以用于筛选化合物或药物的靶点,从而加速新药的研发过程。
通过靶向关键基因的RNA干扰,可以模拟药物对这些基因的影响,从而评估化合物或药物的疗效和毒副作用。
这种方法可以减少药物研发的耗时和成本,提高药物筛选的效率。
3. 疾病治疗RNA干扰技术在疾病治疗方面有着巨大的潜力。
例如,通过沉默特定基因,可以抑制癌细胞的生长和扩散,从而实现肿瘤的治疗。
此外,RNA干扰还可以用于治疗病毒感染、传染性疾病和遗传性疾病等方面的研究和治疗。
4. 遗传改良RNA干扰可以通过抑制特定基因的表达,来改良农作物的性状和品质。
通过设计特异性的siRNA或miRNA,可以有效地抑制农作物中不良性状的表达,提高农作物的产量、抗病性和抗逆性。
RNA干扰的前景和挑战RNA干扰技术的广泛应用在生命科学和医学领域展现出巨大的潜力,但同时也面临着一些挑战。
其中主要的挑战包括:1.递送技术:RNA干扰技术需要将siRNA或miRNA送达到目标细胞或组织内,而递送技术仍然是一个难题。
小干扰RNA的设计方法及研究进展10药学01班20109830129 沈洪秀【前言】RNA干扰(R N Ai)在抵抗病毒感染抑制转座子活动调控内源性基因表达等方面发挥重要作用,其高特异性高效性等显著优势将成为研究基因功能的全新手段。
本文简要概括R N Ai 作用机制和siRNA技术的原理, 同时也讨论了RNAi技术在各领域的应用。
【摘要】小干扰RNA(siRNA)是生物界普遍存在的一种抵御外来基因和病毒感染的转录后基因调控方式,也是一种重要的研究工具大量的研究工作致力于设计合理的RNA片段用于基因功能研究,并将其作为一种治疗方法用于肿瘤病毒性疾病等基因治疗以及药物靶向研究.然而随机设计的RNA对靶点的沉默效应差别很大。
因此设计siRNA直接针对靶向基因的高效成为关键的问题。
生物信息学热力学计算,计算机辅助设计等方法和手段成为设计siRNA的新热点。
本文对设计siRNA原则及方法研究进行总结论述。
【关键词】RNA干扰;siRNA;在线设计;基因沉默;基因治疗;药物筛选;基因表达调控近年来研究表明[1], 引入双链RNA( double-strandedRNA, dsRNA)可以促使特定因的mRNA降解, 从而高效、特异地阻断体内特定基因表达, 诱使细胞表现出特定基因缺失的表型, 此现象称为RNA干扰( RNA interference, RNAi)。
短链RNA干扰( short interferingRNAs, siRNAs)是引入dsRNA被Dicer酶(一种dsRNA特异的核酸内切酶, RNaseÓ家族中特异识别dsRNA的一员)切割形成的21~ 23核苷酸( nt)的短片段, 能够以序列同源相应的mRNA靶目标, 高度特异性降解靶目[2]。
以siRNAs为基础的基因沉默技术近年来发展迅速, 并成功地阻抑了疾病相关基因如病毒基因、原癌基因等; 成功构建的转基因动物模型,为高通量研究功能基因组学、药物筛选、基因治疗等提供了新途径。
RNAi研究及其进展公光业M110107259前言RNAi是真核生物中普遍存在的一种自然现象,是由双链RNA 启动的序列特异的转录后基因沉默过程,是生物体在进化中形成的一种内在基因表达的调控机制。
1998年,Andrew Fire等首次在线虫中发现RNAi现象,后来大量的研究表明,RNAi广泛存在于真菌、植物和动物中。
由此人们认识到RNAi技术作为研究基因功能的一种有力的革命性工具,在功能基因组、转基因动物研究、基因治疗、药物开发等方面有着巨大的潜力。
RNAi被《Science》杂志评为2010年十大科学成就之一,2002年又名列《Science》杂志十大科学成就之首,成为分子生物学研究的热点。
本文综述了该研究的最新进展。
正文RNAi的发现:上世纪90年代,科学家们在进行生物遗传改良的研究中,发现靶生物体内产生了一种非期望的表型。
最早报道的是在1990年美国科学家Jorgensen等,他们在增强矮牵牛花紫色的转基因研究中,得到的结果是转基因植株部分或完全开白花,表明色素合成途径被关闭而不是被加强。
他们将这一现象称为共抑制(cosuppresion),后来的研究者称之为转录后基因沉默。
此后不久,科学家们开展了真菌中的RNAi 的研究。
1994年,意大利的Cogoni在野生型粗糙链抱霉(Neurospora crassa)的转基因研究中,把抑自身和相应内源基因表达的基因沉默现象称为消除作用(quelling或基因压制)。
1995年,Guo等利用反义RNA技术阻断线虫的par-1基因表达,发现无论是给线虫注射正义RN A还是反义RN A,都可以抑制特异基因(par-1)的表达,结果与反义RNA技术的传统机制正好相反。
这种出乎意料的发现引起了各国科学家的注意,从此展开了RNAi在动物体内的研究。
1998年,Frei在研究秀丽隐杆线虫基因沉默时,首次揭开了Guo遇到的悬疑:Guo遇到的正义RNA抑制基因表达现象,是由于体外转录所得RNA中污染了微量双链RNA而引起的,并且还发现双链RNA能够比反义RN A或正义RNA更有效地关闭基因的表达,抑制基因表达的效率比单链RNA至少高2个数量级,他们称这种现象为RNAi。
rna干扰RNA干扰技术是一种利用RNA分子干扰靶标基因表达的方法,该技术的研究与应用已经广泛扩展到生物学、医学以及生物技术领域。
本文将介绍RNA干扰技术的原理、应用和未来发展前景。
RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)是由RNA介导的靶向基因沉默的一种机制。
它最早在植物中被发现,后来也被发现在动物细胞中广泛存在。
RNA干扰通过靶向性介导的方法,降低或抑制特定基因的表达,从而实现对基因功能的研究和调控。
RNA干扰的基本原理是双链RNA(dsRNA)通过酶切分解为20-25个碱基对长的小干扰RNA(small interfering RNA,简称siRNA)。
siRNA与RNA诱导静默复合体(RNA-induced silencing complex,简称RISC)结合,将其中一条链引导到靶标mRNA上,并通过与该mRNA互补配对,发挥沉默作用。
引导链与靶标mRNA形成稳定的双链结构,进而被RISC酶降解,从而阻断了该mRNA的翻译过程或引起其降解。
通过RNA干扰技术,可以特异性地沉默特定基因的表达。
RNA干扰技术的应用非常广泛。
首先,它被广泛应用于基因功能研究。
通过对单个基因进行沉默,可以直接观察到其对细胞及生物体的影响,从而揭示其在生物过程中的作用。
其次,RNA干扰技术也可以用于治疗疾病。
对于一些基因异常表达导致疾病的情况,通过RNA干扰技术恢复正常的基因表达,可以有望治疗相关疾病。
此外,RNA干扰技术还可以用于抗病毒研究、农业作物改良等领域。
在临床应用方面,RNA干扰技术已取得了一些重要的突破。
例如,目前已经有一些RNA干扰基因药物进入了临床试验阶段。
这些基因药物通过RNA干扰技术沉默与疾病相关的靶标基因,为患者治疗提供了新的选择。
此外,RNA干扰技术还可以用于个体化医学,根据患者基因的特点制定个体化的治疗方案,提高治疗的效果。
然而,RNA干扰技术仍然面临一些挑战和限制。
RNA干扰综述张林存生技0911 0920212115【摘要】:RNA 干扰(RNA interference ,RNAi)是与靶基因序列同源的双链 RNA 诱导的一种特异性的转录后基因沉默现象。
siRNA),小干扰 RNA 与相关的蛋白质结合成 RNA 诱导沉默复合体(siRNA - induced silencing complex,RISC) , RISC 识别并降解靶mRNA。
现在认为 RNA干扰是真核生物共有的抗病毒、抗转座子、抗转基因和抗异常 RNA 的基因组免疫系统。
RNA干扰是一项新兴的基因阻断技术,该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。
【Abstract】:RNA interference ( RNA interference , RNAi ) is a specific target gene sequences in double-stranded RNA - induced transcriptional gene silencing . of siRNA ), small interfering RNA and related proteins into RNA -induced silencing complex ( of siRNA - induced silencing complex RISC) and RISC to recognize and degradation of target mRNA . Now believe that RNA interference is a eukaryotic common anti-virus, anti- transposon , anti- genetically modified immune system and anti aberrant RNA genome . RNA interference is a new gene knockdown technology , the technology has been widely used to explore gene function and infectious diseases and malignant tumors of the field of gene therapy .【关键词】:RNAi、siRNA、基因沉默1998 年, Fire 与 Mello 将与内源性 mRNA 序列同源的双链RNA(dsRNA) 导人细胞时,发现 dsRNA 能高效地降解该 mRNA,从而导致该基因表达的沉默;他们将此现象命名为 RNA 干扰现象[1] 。
在随后的研究中发现,RNAi 广泛存在于生物界中,如果蝇[2] 、拟南芥菜[3] 及哺乳动物[4] 等。
RNAi 与真菌的共抑制 (quelling) 及植物中转录后基因沉默(post - transcriptional gene silencing , PTGS) 存在着非常相似的基因沉默机制。
故推测, RNAi 是不同生物体普遍存在的从 RNA 水平调节基因表达的方式,代表了一种古老的生物途径。
1 RNAi的作用机制RNAi 的作用过程分三个步骤: (1)较长的 dsRNA 被 RNA 核酸内切酶加工成21-23 nt 的小干扰 RNA(small/short interfering RNA ,siRNA)。
(2) siRNA 与核酸诱导的沉默复合物 (RNA induced silencing complex , RISC) 结合。
(3) 复合物中的siRNA 中的原义链与对应的同源 mRNA 交换,原义链解离出来,mRNA 定位在原来原义链位置,进而被降解。
从而在RNA水平上抑制靶基因表达。
RNA干扰技术的关键就是要根据内源或外源性靶序列来设计合成21-23nt的siRNA或者环状发夹结构siRNA表达载体,以某种方式将其导入靶细胞中与靶序列mRNA特异性结合、降解,阻止靶序列继续表达和翻译。
RNAi 的作用机制被认为包括起始阶段、效应阶段、扩增和扩散阶段[7] (图1) 。
起始阶段是较长 dsRNA 在 ATP 参与下被RNaseIII 样的特异核酸酶切割加工成 21 - 23nt 的由正义和反义链组成的小干扰 RNA (small interfering RNA , siRNA)。
siRNA 的两条单链末端为 5-磷酸和扛起基,且 3 '.端均有 2 - 3 个突出的核昔酸。
果蝇中的RNaseIII 样核酸酶称为 Dicer 0 Dicer 有解旋酶活性并含有 dsDNA 结合域和 PAZ 结构域。
Dicer 的类似物相继在拟南芥、秀丽线虫及哺乳动物等机体中被发现。
效应阶段是 siRNA 在 ATP 参与下被 RNA 解旋酶解旋成单链,并由其中反义链指导形成 RNA诱导的沉默复合体( RNA - induced silencing complex , RISC)。
活化的 RISC 在单链 siRNA 引导下识别互补的 mRNA ,并在 RISC 中的核酸内切酶作用下从 siRNA 引导链中心所对应的靶基因位置切割靶 mRNA ,最后可能再被核酸外切酶进一步降解,从而干扰基因表达。
RNAi 能高效特异的阻断基因的表达,在线虫,果蝇体内, RNAi 能达到基因敲除的效果。
扩增和扩散阶段是指siRNA不仅可引导RlSC切割靶 RNA ,而且可作为引物在 RNA 依赖的 RNA聚合酶 (RdRP)作用下以靶 mRNA 为模板合成新的 dsRNA。
新合成的长链 dsRNA 同样可被 RNaseE样核酸酶切割、降解而生成大量的次级 siRNA。
次级siRNA又可进入合成-切割的循环过程,进一步放大 RNAi作用。
这种合成-切割的循环过程称为随机降解'性 PCR (random degradative PCR) 。
2 RNAi的重要特征①RNAi是转录后水平的基因沉默机制。
②RNAi具有很高的特异性,只降解与之序列相应的单个内源基因mRNA。
③RNAi抑制基因表达具有很高的效率,表型可以达到缺失突变体表型的程度,而且相对很少量的dsRNA分子(数量远远少于内源mRNA的数量)就能完全抑制相应基因的表达,是以催化放大的方式进行的。
④RNAi抑制基因表达的效应可以穿过细胞界限,在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点。
⑤dsRNA不得短于21个碱基,并且长链dsRNA也在细胞内被Dicer酶切割为21 bp左右的siRNA,并由siRNA来介导mRNA切割。
而且大于30 bp 的dsRNA不能在哺乳动物中诱导特异的RNA干扰,而是细胞非特异性和全面的基因表达受抑和凋亡。
⑥ATP依赖性:在去除ATP的样品中RNA干扰现象降低或消失显示RNA 干扰是一个ATP依赖的过程。
可能是Dicer和RISC的酶切反应必须由ATP 提供能量。
3 RNAi的应用目前, RNAi技术已得到广泛应用,并在许多方面显示出了诱人的前景 .RNAi 干扰技术主要包括 siRNA 的设计、合成、向细胞内导入和沉默效果的检测四个步骤。
首先根据靶基因序列从其起始密码子 AUG 开始向下游寻找 M核背酸序列,以 M和其下游19个核苷酸作为设计 siRNA 模板,通过体外合成产生siRNA ,或者构建能表达 siRNA 的载体,然后利用电转移、微注射和转染等方法导入细胞。
当然,也可以设计和合成 dsRNA 或短发夹 RNA 导人细胞。
3.1 基因功能研究由于 RNAi 具有高度的序列专一性和有效的干扰活力,可以特异地使特定基因沉默,获得功能丧失或降低突变,因此可以作为功能基因组学的一种强有力的研究工具。
已有研究表明 RNAi 能够在哺乳动物中抑制特定基因的表达,制作多种表型,而且抑制基因表达的时间可以控制在发育的任何阶段,产生类似基因敲除的效应[8] 。
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。
3.2 抗病毒治疗目前已经证实,植物中的转录后基因沉默能够抵抗病毒感染。
这可能是植物的一个本能的反应,是植物在长期进化过程中,为了保护自身基因组完整性,抵御外来核酸入侵一种防卫保护机制。
这种机制可能在其他生物中也存在。
3.3 肿瘤治疗用 RNAi 特异性地抑制癌基因、癌相关基因或突变基因的过度表达,使这类基因保持在静默或休眠状态,从而有望用这种新的手段治疗各种恶性肿瘤。
RNAi 可应用于 (1)敲除点突变激活的癌基因 (2) 抑制插人基因及融合基因的表达 (3)抑制基因扩增。
4 前景展望综上所述,RNAi 可以在不破坏基因结构或不引起基因突变的情况下,敲除某种基因,以研究它的功能。
最重要的是, RNAi 在临床应用上有着独特之处,它可以特异性地作用于某基因,而没有明显的不良副作用。
但作为一个新技术,RNAi 目前仍有以下几个关键问题需要解决: (1) siRNA 导人胞内的效率低下,如何有效将 siRNA转移人体内成为 RNAi 应用的最大障碍;(2) 如何在目的基因序列上选择 21 - 23nt 左右的序列作为 siRNA 的模板,从目前的研究来看,序列的选择原则尚不清楚;(3) 目前 RNAi 机制尚未完全阐明,尤其在哺乳动物细胞中的研究报道不多;(4) siRNA 的稳定性 (5) 在多基因家族中的非特异性问题等。
尽管目前的研究离真正应用还有一段距离,但作为一项极具潜力的新技术,它将给生命科学带来新的期望。
RNA 干扰技术作为一种新的基因阻断技术方兴未艾,已经成为人类基因功能研究的得力工具,同时它的应用也为人类早日攻克病毒感染性疾病以及肿瘤等提供了新的技术手段。
相信随着相关技术的成熟,它必能为人类疾病的治疗作出贡献。
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