RNA幹擾技術及其實際應用研究
學術展台
作者:馮麗
摘要:隨著時代的進步,科學技術的發展,一種新興的技術出現在人類疾病的研究中——RNA幹擾技術,這種技術是經過雙鏈RNA分子的介導,特異降解和其它有著相對應的RNA,從而進一步使得轉錄後基因沉默,通過1998年這種報告第一次報出來,該技術在使用方麵就取得了巨大的研究和發現。一直到今天,在果蠅以及線蟲等一些哺乳動物的體內也發現了RNAi的現象,而且這種RNAi是存在著保守進化的性質,近幾年來,很多研究者對RNAi現象展開不斷的研究和進一步的探索,而且分析語言RNAi在今後很有可能成為分析人類基因功能的有力工具,並且還很可能在人類疾病的基因表達現象和治療方麵有著重大的意義。
關鍵詞:RNA幹擾;技術;實際應用
引言
RNA幹擾現象是Fire等人在1998年在新杆線蟲中發現的,它是通過雙鏈分子介導,並且還特異降解相應的序列的mRNA,從而導致轉錄後的基因在水平上沉默。不同的有機體,目前對於不同的有機體都能應用它來抵禦病毒及其外來核酸的侵入,比如果蠅、線蟲、錐蟲等等一些哺乳動物。經過深入的研究表明,RNAi和存在植物當中的共抑製以及在真菌中的共抑製有著相同的基因分子,這種因子有極大的可能是生物中大量具有的RNA水平調節基因表達方法,而且這種進化方式有著非常強大的保護作用以及一種比較保守的性質。RNAi作為一種新興的基因阻斷技術,它具有很多種功能,也正因如此受到了很多專家學者的重視。近幾年來湧現出特別多關於RNA幹擾的研究報道,本文將對這些研究做一個粗略的總結和結合自己的一些觀念綜述RNA幹擾的應用進展。
1.RNA幹擾技術概念簡述
RNA幹擾技術是指,如果導入和內源性mRNA編碼區相同源性的雙鏈RNA到細胞中時,這種內源性的mRNA就會發生降解現象,從而進一步使得基因表達沉默現象的發生,這種現象大部分情況都發生在轉錄後,這種現象也叫轉錄後基因沉默現象,是一種相對比較正常生物體內抑製特定基因表達的一種現象[1]。而且當同外源雙鏈RNA進入細胞之後,就會自動產生小分子,這種小分子會幹擾RNA的反義鏈能和多種核酸酶形成的沉默複合物,從而進一步經過搭配和切割mRNA來介導RNA幹擾過程。
2.RNA幹擾的特點與過程分析
2.1幹擾特點分析
1)轉錄後的基因沉默。在RNA幹擾過程中,有目的的基因DNA不會發生任何改變,而且轉錄的過程還會繼續展開,但是在這個過程中細胞核和細胞漿中的同源mRNA會大量的減少,與此同時蛋白質的合成降低特異基因表達受到限製,這種現象就說明RNA幹擾現象發生的時間應該是轉錄之後,翻譯之前。
2)RNAi高特異性。隻降解RNA和這種RNA序列相關的單一內源性基因的mRNA。
3)RNAi高校的抑製基因表達。RNA幹擾能夠對基因表達進行高效的抑製,在數量方麵與內源性mRNA相比要少的多,而且dsRNA分子還能夠完全抑製相應的基因表達,並且這種抑製的展開過程是以一種催化的方式進行的。
4)ATP的依賴性。RNA幹擾也是一種ATP依賴性的過程,並且能夠經過除掉ATP試驗品裏麵的RNA幹擾現象降低或者消失來進一步的說明,導致這種現象發生的原因很可能是ATP能為RISC酶切反應提供反應時所需要的能量。
2.2幹擾過程分析
如果外源基因進入到宿主細胞基因組內進行轉錄時,就會產生一種dsRNA,這種dsRNA能夠刺激宿主細胞進一步的反應,而且宿主細胞質中核酸內切酶會把dsRNA直接分割成許多個有特定結構和一定長度小片段RNA,這種小片段RNA就是siRNA。這樣的分子幹擾RNA在細胞裏麵RNA解旋酶的促進下分解鏈也能夠逐漸的形成正義鏈和反義鏈,並且能夠進一步依據反義鏈和體內的解旋酶、外切酶等有效的結合,從而進一步的形成RNA誘導的沉默混合物。siRNA會對RISC同源性單鏈mRNA進行切割,而且會作為吸引物體和靶RNA的結合在dsRNA聚合酶之下,因此能夠進一步生成許多的dsRNA。