rna干扰的研究进展

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1、RNA干扰的研究进展摘要：RNA干扰是生物体的一种在进化上高度保守的，能抵御外源基因或外来病毒侵犯的重要防御机制，是一种序列特异性的转录后基因沉默现象。它由双链RNA引发，广泛存在于动植物等各种生物体内。本文介绍了RNAi的发现、分子机制、特点、载体构建策略以及RNAi在生命科学中广阔的应用及前景。关键词：RNA干扰；双链RNA；转录后水平的基因沉默；小干扰RNAAbstract:RNAinterferenceisaimportantdefensemechanismtowithstandexogenousgenesorfo

2、reignviralinvasions.Itishighlyconservedinbiologicalevolutionandaphenomenonofsequence-specificpost-transcriptionalgenesilencing.Itiscausedbythedouble-strandedRNAwhichiswidelyfoundinanimals,plantsandothercreatures.ThisstudyaimedtointroducethediscoveryofRNAinterferen

3、ce,molecularmechanism,themethodofformingatransgenecarrierandwideapplicationprospectsofRNAiinlifesciences.Keywords:RNAinterference;DoublestrandRNA;Post-transcriptgenesilencing;SmallinterferingRNARNA干扰(RNAinterference,Ai)是指通过内源性或外源性双链RNA(doublestrandRNA,dsRNA)的介导，特异

4、性降解相应序列的mRNA，导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能型缺失的现象，属于转录后水平的基因沉默(post-transcriptgenesilencing,PTGS)现象[1]。RNAi是广泛存在于生物中的一种古老现象，是生物抵抗异常DNA的一种保护机制，同时在生物生长发育中扮演着基因表达调控的角色,使人们重新认识了RNA在基因信息流控制过程中的重要性[2-3]。细胞内双链RNA在酶的作用下，形成20-25碱基大小的小干扰RNA(siRNAs)，由siRNAs进一步掺入多组分核酸酶并使其激活，从而精确降解与siRNAs

5、序列相同的mRNA，抑制该基因在细胞内的翻译表达,目前RNAi的作用机制已经基本明确，并显示出广阔的应用前景。1RNA干扰的发现康乃尔大学的Su在试图阻断秀丽线虫中的Par-1基因时，发现了一个意想不到的现象。他本是利用反义RNA技术特异性地阻断上述基因的表达，同时在对照实验中给线虫注射正义RNA期望能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Par-1基因的表达途径。这与传统上对反义RNA技术的解释正好相反。1998年，Fire用纯化过的dsRNA及单链RNA进行实验，发现前者的实验结果是由于单链RNA中污染了

6、微量的互补链导致的；只有dsRNA能够导致基因敲除型的表型，其抑制基因表达的效率比纯化过的单链RNA至少高2个数量级，因此他们提出了RNA干扰这个概念。同年，Waterhouse证实植物中的RNA干扰也是由dsRNA介导的。2RNA干扰的机制目前，有关RNAi发生机制的研究主要集中在植物和低等动物如线虫、果蝇等中，研究认为，RNAi的作用大致可分为以下三阶段。2.1起始阶段dsRNA的形成阶段。外源DNA、RNA序列均可引起细胞产生相应的dsRNA。dsRNA可以是一个RNA分子回折，自身互补而形成分子内双链；也可以是分开

7、的两个RNA分子互补形成的分子间双链。当细胞中的dsRNA扩增达到一定量时，dsRNA会在一种具有RNase活性的内切核酸酶作用下加工裂解成21～23nt由正义和反义序列组成的小分子干扰RNA片段(smallinterferingRNAs，siRNA)，每个siRNA分子互补双链两侧3'末端具有2nt的突出，5'端的磷酸基团会被一种特殊的激酶保护起来。2.2效应阶段siRNA的反义链可指导形成一种核酸内切酶复合体，称RNAinducedsilencingcomplexes(RISC)。RISC是由多种蛋白成分组成的，包括：

8、内切核酸酶、外切核酸酶、解旋酶和同源RNA链搜索活性等，其第一个亚单位为siRNA。RISC可利用结合在其上的内切核酸酶活性切割靶mRNA分子中与siRNA反义链互补的区域，从而干扰基因的表达。在引导RISC与靶mRNA结合时，siRNA3'端倒数第2个碱基起的作用非常大，因此此处不能出现错配现象。2.