RNA干擾(RNA interference,RNAi)綜述
本文由 生物 秀根據華西醫學中心微 生物 學教研室ZYH的課件編輯而成
RNA 干擾(RNA interference,RNAi) RNAi是與靶基因序列同源的雙鏈RNA(dsRNA)所誘導的一種特異性基因沉默現象。它是真核生物中存在的一種抗病毒入侵、抑制轉座子活動、調控基因表達的監控機制,具有重大生物學意義。
RNAi的發現簡史 90年代初,Rich Jorgensen 設想,將更多的色素基因注入植物體,能使花朵的色彩更艷麗,而結果出其預料,轉基因的植株不僅沒有新基因表達,反而使原有的色素基因也受到了抑制,當時稱共抑制(cosuppression)。 94年Cogoni等證明真菌中亦有類似現象,此稱為基因壓制 (quelling)。 95年Guo和kemphues在秀麗線蟲(C.elegans)中用反義RNA 阻止一些基因的表達,給對照組用正義RNA不但不增加該基因的表達,反而產生與反義RNA 同樣的結果——特異性阻斷該基因的表達,從而正式表明RNA 干擾現象的存在。 Fire等發現將ds RNA注入秀麗線蟲可顯著抑制特定基因的表達,并證明了Guo和kemphues所發現的正義RNA的基因壓制作用其實是轉錄時污染微量dsRNA所造成的。 將制備的RNA高度純化后發現,正義RNA無基因抑制作用,反義RNA的基因抑制作用也很微弱,而用純化后的dsRNA注入線蟲,卻能高效、特異地阻斷相應基因的表達。實驗證明雙鏈RNA抑制基因的表達的效率比純化后的反義RNA至少高幾個數量 ,他們稱此現象為ds RNA介導的RNA干擾(RNAi)。圖示
Effects of mex-3 RNA interference on levels of the endogenous mRNA. Nomarski DIC micrographs show in situ hybridization of 4-cell stage embryos. (A) Negative control showing lack of staining in the absence of the hybridization probe. (B) Embryo from uninjected parent showing normal pattern of endogenous mex-3 RNA (purple staining). (C) Embryo from parent injected with purified mex-3 antisense RNA. These embryos (and the parent animals) retain mex-3 mRNA, although levels may be somewhat less than wild type. (D) Late 4-cell stage embryo from a parent injected with dsRNA corresponding to mex-3 ; no mex-3 RNA is detected. (Templates used for interfering RNA and in situ probes were largely non-overlapping.)
RNAi現象的普遍性 隨后陸續發現RNAi也存在于水稻、煙草、果蠅、小鼠及人等幾乎所有的真核生物中。 RNAi能高效特異的阻斷基因的表達,在線蟲,果蠅體內,RNAi能達到基因敲除的效果。