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RNA干涉（RNA Interference，RNAi）介紹
點擊次數(shù)：1072 發(fā)布時間：2017-6-26
基因沉默（gene silencing）是生物體內(nèi)特定基因由于種種原因不表達的遺傳現(xiàn)象。一方面，基因沉默是生物遺傳操作創(chuàng)造新的遺傳修飾生物（genetically modified organisms）的障礙，另一方面，它又是植物抵抗外來核酸入侵（如病毒）的一種反應，為植物抗病毒的遺傳育種提供了具有實用價值的策略：RNA 介導的病毒抗性（RNA mediated virus resistance, RMVR）。近年來，在不同的研究領域和生物中發(fā)現(xiàn)了許多新的使基因關閉或沉默的類型，并賦予其不同的名稱：在植物中稱為RNA 共抑制(co-suppression)，在真菌中叫RNA 壓制(quelling)，動物中則叫RNA干涉(interference)。RNA干涉是指短的dsRNA 可以降解內(nèi)源的同源RNA,，而使相應基因沉默的現(xiàn)象，簡稱RNAi。
1995年，康乃爾大學 Su Guo博士，于試圖阻斷線蟲（C. elegans）中 par-1基因時，發(fā)現(xiàn)了一個意想不到的現(xiàn)象：她們本來利用anti-sense RNA 技術(shù)，可達到特異性阻斷 par-1基因的表達，同時亦在其對照組實驗中，注射 sense RNA 到線蟲體內(nèi)，預期可能觀察到此基因表現(xiàn)的增強。但得到的結(jié)果竟是二者都切斷了par-1RNA干涉(RNA Interference，RNAi)基因的表達途徑。這與傳統(tǒng)上對 anti-sense RNA 技術(shù)的解釋竟是正好相反。研究小組一直沒能把這個意外結(jié)果予以合理的解釋。
直到1998年2月，華盛頓卡耐基研究院的 Andrew Fire 和馬薩諸塞大學醫(yī)學院的 Craig Mello才揭開這個懸疑之謎。通過大量艱苦的工作，他們證實，Su Guo 博士遇到的 sense RNA 抑制基因表達的現(xiàn)象，以及過去的 anti sense RNA 技術(shù)對基因表達的阻斷，都是由于體外轉(zhuǎn)錄所得 RNA 中污染了微量雙鏈RNA而引起。當他們將體外轉(zhuǎn)錄得到的單鏈RNA純化后注射線蟲時發(fā)現(xiàn)，基因抑制效應變得十分微弱，而經(jīng)過純化的雙鏈RNA卻正好相反，能夠特異性阻斷相應基因的表達。該小組將這一現(xiàn)象稱為RNA干擾（RNA interference ,簡稱 RNAi）。
隨后，在短短一年中，RNAi 現(xiàn)象被廣泛地發(fā)現(xiàn)于真菌、阿拉伯芥、水螅、渦蟲、錐蟲、斑馬魚等多數(shù)真核生物中。這種存在機制揭示了 RNAi 很可能出現(xiàn)在生命進化的早期階段。隨著研究的不斷深入，RNAi 的機制正逐步地被闡明，同時亦成為功能基因組研究領域中的有力工具，RNAi也越來越為人們所重視。
體外實驗表明：RNAi反應中，加入的雙股 ds RNA 可切割出 21-23 核苷酸長度的RNA 片段，后者會使 target mRNA 被切割為 21-23 核苷酸長的片段。從已經(jīng)發(fā)生 RNAi 的果蠅 S2 細胞中，Hammond 等人純化出一種具有序列特異性的核酸酶，它僅會降解與引起 RNAi 的 dsRNA 具有同源序列的 mRNA。那么這種核酸酶如何確定哪些 mRNA該降解，而哪些不該呢？由于在純化該核酸酶時，共分離出 21-23核苷酸的 dsRNA片段，暗示著該核酸酶對mRNA 的切割，可能是以這些片段作為模板來指導核酸酶進行切割程序。