一、RNAi的概念與產生的歷史背景

隨著分子 生物 學的飛速發展，一些新分子 生物 學技術正在不斷孕育和產生，RNAi技術成為新的分子生物學研究熱點，獨占分子生物學新技術的鰲頭。

近年來研究表明，一些小的雙鏈RNA（dsRNA）可以高效、特異的阻斷體內特定基因表達，促使mRNA降解，誘使細胞表現出特定基因缺失的表型，即稱為RNA干擾（RNA interference, RNAi，也稱RNA干預或干涉或沉默）。

其實，它是生物體內抵御外在感染的一種重要保護機制。由于可以作為一種簡單、有效的代替基因敲除的遺傳工具。自1998年被發現以來，在其作用機制研究、應用于生物基因組中特定基因功能的研究、封閉和阻斷病原體基因表達等方面，取得了重要進展，顯示出良好的應用前景。

RNAi技術正在功能基因組學領域掀起一場真正的深刻革命，并將徹底改變這個領域的研究步伐。

為此，《Science》雜志和美國科學促進會將RNAi技術評為2002年度最重大的十大科學成就之首，成為2002年度最耀眼的明星，是生物醫學領域近20年來，可與HGP相提并論的最重大成果之一。

認為該項技術將對治療腫瘤、愛滋病、肝炎等多種威脅人類健康的重大疾病帶來希望。

二、RNAi的作用機理

RNAi最主要的作用是一小段（大約21-23bp）的雙鏈RNA分子（double-strainded RNA,dsRNA）它介導細胞內序列特異性基因表達阻斷或封閉，也就是轉錄后基因沉默（post-transcriptional gene silencing, PTGS）,從而起到控制細胞的各種高級生命活動。

1. RNAi的作用水平

RNAi是在多重水平上發揮作用的。最先在華麗新小桿線蟲中發現，dsRNA所誘導的基因沉默在轉錄后水平，因為dsRNA導致了相應RNA（mRNA）的降解，而基因啟動子和內含子序列作為基因沉默觸發物則無效。后來在植物中也發現，RNAi引起的基因沉默也是在轉錄后水平。

除此轉錄后水平降解mRNA的機制外，RNAi還通過其他機制來影響基因表達。在植物中，dsRNA導致基因組中與沉默觸發物同源序列的甲基化；如果與沉默觸發物與啟動子序列相同，則引起轉錄水平的基因沉默 。而另外的研究還發現，在華麗新小桿線蟲中，RNAi裝置中，內源性編碼的誘導劑，是在蛋白質合成水平發揮作用的。

2. RNAi的作用的基本過程

第一步：起始步 沉默觸發物被裂解，產生小干擾性RNA（small interfering RNAs，siRNAs）。研究表明，果蠅胚胎提取物就有將長鏈dsRNA底物裂解為長度在約22bp小片段的活性。這些siRNAs是雙鏈的，有磷酸化的5ˊ端。這一過程，可能與Rnase Ⅲ家族的功能有關。

該家族中有一類已被命名為Dicer酶，含2個催化結構域、1個螺旋酶結構域和1個PAZ基序。遺傳學研究表明，Dicer酶結構在多種生物體之間比較保守。

第二步：效應步 siRNAs與多種亞單位形成復合物—RNA誘導的沉默復合物（RISC），然后以RISC的方式降解單鏈的靶mRNA。在RISC中，這種大小約22bp的siRNAs所起的作用，是以堿基配對的原則，識別與dsRNA相同序列的靶mRNA，引導復合物中的RNA降解酶RNase，確保對特定的序列的靶mRNA進行降解。

第三步：沉默效應的放大和擴散 在華麗新小桿線蟲中，RNAi能夠擴散到整個蟲體，即使只有少量的觸發物dsRNA；在植物中也發現了相似的情況，沉默效應擴散到整株植物，并可轉移到嫁接的幼芽。

研究發現，西紅柿中RNA指導的RNA 聚合酶 （RdRP）與RNAi的擴散有關；而華麗新小桿線蟲和植物中dsRNA誘導的基因沉默所需要參與的蛋白質，在序列上與西紅柿的這種RdRP很相似；在其他生物體中，起RdRP作用的分別可能是：擬南芥屬—SDE1/SGS2，脈孢菌屬—QDE-1，胚系華麗新小桿線蟲—EGO-1，華麗新小桿線蟲成蟲—RRF-1/RDE-9；而病毒誘導的基因沉默（VIGS），則是螺旋酶。有學者認為，沉默效應的放大和擴散，是RdRP激發了另外的dsRNA合成。