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《干扰RNA_RNAi_作用机理及其在植物细胞工程中应用进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中国生物工程杂志ChinaBiotechnology,2006,26(9):84～90干扰RNA(RNAi)作用机理及其在3植物细胞工程中的应用进展11,233吴大利侯岁稳(1兰州大学生命科学学院兰州7300002中国科学院近代物理研究所兰州730000)摘要随着RNAi调控目的基因表达机理研究的深入,RNAi技术也发展为一种强有力的实验工具,用来控制目的基因的表达以获取预期的生物表型。目前在植物中至少发现存在三种不同的RNAi途径,这些途径中基因沉默信号可以放大、传递和自我调控。为了建立高效、经济的RNAi技术体系,必须解决以下几个问题:即RNAi的有效传递,稳定性的提高,
2、非目标效应出现的减小以及目标RNA敏感位点的确定等。综述了RNAi作用机制及其在植物细胞工程中的最新应用进展,并详细探讨了其技术体系。关键词RNAi基因沉默植物细胞工程技术体系中图分类号Q813小分子RNA的调控作用被评为2002年度重大科complex)结合。RISC组分中的Ago蛋白具有区分有义[1]学发现之一,它在生命发育调控及对外源基因“免链和反义链的作用,下一步具体作用机制现在还不清疫”过程中发挥着极其重要的作用。RNAi现象最早可楚,可能活化RISC中的反义链,进而有助于启用一种追溯到上世纪20年代,Wingard等用烟草环斑病毒浸甲基化酶Clr4使H3K9(Hi
3、stoneH3Lysine9,H3K9)染烟草叶片,发现再次受到病毒浸染时,植株表现出具甲基化,最终导致染色体沉默,该过程称为RNA指导[2]有抵抗病毒的能力,之后人们慢慢认识到这种现象的DNA甲基化(RNA2directedDNAmethylation,[5～9]背后的机理—RNA引导的基因沉默。这种由RNA引RdDM)(图1)。起生物体内基因沉默的现象,称为RNA干扰(RNA1.2转录后水平上的基因沉默(posttranscriptionalinterference,RNAi)。genesilencing,PTGS)此机制主要由一种具有21～25bp的双链siRNA引1R
4、NAi作用机制起。当生物体细胞遇到外源或内源长链dsRNA时,在目前研究比较清楚且使用较多的基因沉默小分子Dicer酶或其类似物(Dicer2like,DCL)的作用下把长链dsRNA切割成siRNA。RISC在ATP作用下活化,进而识RNA主要有siRNA(shortinterferenceRNA)及miRNA(microRNA)。它们分别在不同的水平上引导基因沉别siRNA的反义链,降解有义链。活化后的RISC通过[2～4]碱基配对对底物进行选择性识别,切割底物mRNA,造成默。[10]基因翻译水平下降,引起基因沉默(图2)。1.1转录水平上的基因沉默1.3翻译水平上的基
5、因沉默这种机制是由DNA启动子对立调节域转录成作用分子miRNA是一类约20～24碱基非编码调dsRNA,在Dicer酶的作用下剪切成siRNA,然后其有义控单链小分子RNA。首先细胞内源基因转录成原始链降解,反义链与RISC(RNA2inducedsilencingmiRNA(primarymiRNA,pri2miRNA),之后在Drosha收稿日期:2006204206修回日期:2006205224酶催化下产生miRNA的前体(pre2miRNA)。pre23国家自然科学基金资助项目(30300029)miRNA接下来会在Exportin25的作用下从细胞核转运33通讯作
6、者,电子信箱:housw@zu.edu.cn至细胞质中,细胞质中的pre2miRNA再在Dicer酶和2006,26(9)吴大利等:干扰RNA(RNAi)作用机理及其在植物细胞工程中的应用进展85ATP的共同作用下剪切为成熟的单链miRNA,后者在序列结合,阻止mRNA的翻译(图3)。另外,在一些研ATP、螺旋酶和Argonaut蛋白的协同作用下组装成核糖究中还发现,miRNA也可以通过完全配对或者接近完蛋白复合体(miRNAribonucleoprotein,miRNP)。这个全配对的方式与某些mRNA结合,造成mRNA降解,这[10,11]复合体经不完全配对方式与特定mR
7、NA的3′端非翻译一点与siRNA作用的机制相似。图1转录水平上的基因沉默图2siRNA引导的转录后水平上的基因沉默Fig.1TranscriptionalgenesilencingFig.2Post2transcriptionalgenesilencinginducedbysiRNA图3miRNA引导的翻译水平上的基因沉默图4RNAi技术体系一般程序Fig.3TranslationalgenesilencinginducedbymiRNAFig.4CurrentprocedureofRNAitechn
