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1、·60·遗传繁育中国畜牧兽医2007年第34卷第3期RNAi导致基因沉默的机制和应用进展向会耀,郝葆青,谭玉梅,秦天英,宋慧(西南民族大学生命科学院,成都610041)摘要:RNAi主要通过双链RNA(dsRNA)被核酸酶切割成21～23nt的干涉性小的RNA,即siRNA,由siRNA介导识别并靶向切割同源性靶mRNA分子而实现的;RNAi需要多种蛋白质因子以及ATP参与,而且具有生物催化反应特征;RNAi具有高效性和高度特异性,作为一种关闭特定基因的新技术,为基因功能研究提供了一个快速、简便的方法,在后基
2、因组时代应用前景广阔。关键词:RNAi;双链RNA;基因沉默中图分类号:Q756文献标识码:A文章编号:167127236(2007)0320060203RNAi(RNAinterference)是近年发展起来的2002)。新兴基因阻断技术,它是一种双链RNA(dsRNA)1988年后,华盛顿卡耐基研究院的Andrew2分子在mRNA水平关闭相应序列基因的表达或使Fire和马萨诸塞大学癌症中心的CraigMello首次其沉默的过程,即序列特异性的转录后基因沉默(将双链RNA2正义链和反义链的混合物注入线虫体P
3、TGS),RNAi即指通过反义RNA与正链RNA内,结果诱发了基因沉默。RNAi潜在的作用促使形成双链RNA特异性地抑制靶基因的现象,它通Fire和Timmons继续试验,将一种能够表达与C过人为地引入与内源靶基因具有相同序列的双链legansunc2222基因同源的双链RNA的基因工程细RNA(有义RNA和反义RNA),从而诱导内源靶基菌喂食线虫,结果线虫表现出类似unc2222缺陷的因的mRNA降解,达到阻止基因表达的目的(Firea表型。后继的试验结果表明将线虫浸入双链RNA等,1998,1999)。主
4、要分2个步骤:①启始阶段,即中同样可以诱导基因沉默———这种技术使得大规模内源或外源dsRNA经特定的酶切割产生21～23nt筛选线虫RNAi诱导的功能缺失突变体成为可能,的siRNA;②效应阶段,即siRNA与RNA诱导沉并引发后继的大量针对这种模式生物基因敲除的默复合物RISC(RNA2inducedsilencingcomplex)研究。结合共同降解靶mRNA。RNAi可能是生物体中存在的一种普遍现象,dsRNA有2类:siRNA和miRNA。siRNA是代表了一个古老的细胞反应通路。因此RNAi有望短
5、的双链RNA;miRNA是位于茎环结构茎上的一成为今后分析基因功能的有力工具,并可能用于基段序列。miRNA同有活性的siRNA生化活性相因的特异治疗。人们在进一步的研究中,相继在植同。通常miRNA被加工成类似siRNA的结构后物(Waterhouse等,1998)、真菌、线虫、果蝇、水螅和引发RNAi(Natty,2003),siRNA是RNAi的主要人胚肾细胞等中都有发现。诱因。1.2在果蝇的研究中同样发现RNAi在过去的1RNAi的发现几年中,RNAi技术在果蝇的研究中成为一种反向1.1线虫中发现RN
6、Ai首次发现导致基因沉默遗传工具,用于鉴定功能缺失表型。通过显微注射来源于线虫caenorhabditiselegans的研究,Guo等或通过基因枪将derma注入果蝇胚胎中,或将带有(1995)尝试用反义RNA去阻断par221基因的表达反向重复序列的DNA导入果蝇中就能够引发基因以探讨该基因的功能,结果反义RNA的确能够阻沉默。断par22基因的表达,但是奇怪的是,注入正义链注射的derma如何引发基因沉默?Baulcombe等RNA作为对照,也同样阻断了基因的表达(雷迎峰,首先在发生协同抑制的植物中鉴定
7、出一些在没有发生基因沉默的植物中并不存在的大约25个碱基大小收稿日期:2006209211的RNA,这些RNA分别与沉默基因的正义和反义链作者简介:向会耀(1976-),男,湖北人,硕士生,研究方向:生物化学及分子生物学。互补。这成为揭示RNAi秘密的第一条关键线索。通讯作者:郝葆青。后来Zamore等发现注入果蝇细胞的derma被中国畜牧兽医2007年第34卷第3期遗传繁育·61·切割为21～23碱基长短的RNA片段,他们同时发成员)能以一种ATP依赖的方式逐步切割由外源现:与derma同源的内源基因的mR
8、NA,只在和导入或由转基因、病毒感染、转座子的转录产物等各derma对应的部位被切割成为21～23核苷酸长的种方式引入的dsRNA,短的dsRNA继而形成有效片段。很快,RNAi的机制越来越清楚了。复合物:RISC、RITS或miRNP(Tuschl等,1999)。1.32002年RNAi研究取得了新进展科学家研作为RNaseIII的dicer酶是一个功能性的二聚体,究了酵母和四膜虫2种生物体的RN
