RNAi综述完整版ppt课件.ppt

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1、RNAi综述中科院植物研究所陈宁摘要双链RNA介导的遗传干扰的机制是1998年发现的。它通过双链RNA的介导特异性的降解相应序列的mRNA，从而导致转录后水平的基因沉默。到目前为止在真菌、拟南芥、线虫、锥虫、果蝇、小鼠、斑马鱼等真核生物中都发现存在这一基因沉默机制。目前的研究表明，RNA干扰与植物中的共抑制、真菌中的基因压制很可能具有共同的基本分子机制。RNA干扰对于抵抗病毒入侵、抑制转座子活动等具有重要作用，对于生物体的发育和基因调控可能也有重要作用。1.RNA干扰的发现1995年，康乃尔大学的SuGuo博士在试图阻断秀丽新小杆线虫(C.elegans)的par-1基因时

2、，发现了一个意想不到的现象。她们本想利用反义RNA技术特异性地阻断上述基因的表达，而同时在对照实验中给线虫注射正义RNA以期观察到基因表达的增强，但得到的结果是二者都同样地切断了par-1基因的表达途径。这是与传统上对反义RNA技术的解释正好相反。该研究小组一直未能给这个意外以合理解释。1998年，华盛顿卡耐基研究院的Fire和麻省大学医学院的Mello首次在秀丽新小杆线虫中证明上述现象属于转录后水平的基因沉默。他们发现SuGuo博士遇到的正义RNA抑制基因表达的现象，以及过去的反义RNA技术对基因表达的阻断，都是由于体外转录所得RNA中污染了微量双链RNA而引起。当他们将

3、体外转录得到的单链RNA纯化后注射线虫时发现，基因抑制效应变得十分微弱，而经过纯化的双链RNA却正好相反，能够高效特异性阻断相应基因的表达，其抑制基因表达的效率比纯化后的反义RNA至少高2个数量级。该小组将这一现象称为RNA干扰。安德鲁·法尔（AndrewFire,1959—  ），美国科学家、生物医学家。1959年出生于美国，1983年获美国麻省理工学院生物学博士学位。1998年，他和美国马萨诸塞大学医学院教授克雷格·梅洛在《自然》杂志上共同发表论文，称他们发现了RNA具有可以干扰基因的机制。因在RNA（核糖核酸）干扰机制方面的突出贡献，他俩一起获得了2006年度诺贝尔生

4、理学或医学奖。安德鲁·法尔现任斯坦福医学院病理学和遗传学教授。克雷格·梅洛（CraigC.Mello,1960年—），美国马萨诸塞州大学医学院分子医学教授。2006年因与斯坦福医学院病理学和遗传学教授安德鲁·法厄发现RNA干扰现象而共同获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。  克雷格·梅洛出生于1960年，美国公民，1990年获得哈佛大学的生物学博士学位，现任马萨诸塞州医学院分子医学教授。2.RNA干扰的作用机制当病毒基因、人工转入基因、转座子等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内，并利用宿主细胞进行转录时，常产生一些dsRNA。宿主细胞对这些dsRNA迅即产生反应，其胞

5、质中的核酸内切酶Dicer将dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的小片段RNA（大约21～23bp），即siRNA。siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，继之由反义siRNA再与体内一些酶(包括内切酶、外切酶、解旋酶等)结合形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-inducedsilencingcomplex，RISC)。RISC与外源性基因表达的mRNA的同源区进行特异性结合，RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，切割位点即是与siRNA中反义链互补结合的两端。被切割后的断裂mRNA随即降解，从而诱发宿主细胞针对这些mRNA的降解反应。si

6、RNA不仅能引导RISC切割同源单链mRNA，而且可作为引物与靶RNA结合并在RNA聚合酶(RNA-dependentRNApolymerase，RdRP)作用下合成更多新的dsRNA，新合成的dsRNA再由Dicer切割产生大量的次级siRNA，从而使RNAi的作用进一步放大，最终将靶mRNA完全降解。3.RNA干扰现象具有以下几个重要的特征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的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mR

7、NA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21bp左右的siRNA，并由siRNA来介导mRNA切割。而且大于30bp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