用siRNA沉默基因
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RNAi 在基础研究领域和医学研究领域的应用,其基础是 siRNA 的基因沉默作用。目前在体内或体外 RNAi 中应用的 siRNA 主要有两类: RNA 和 DNA 载体。
1 、 RNA
( 1 ) siRNA :化学合成或体外转录的方法得到 ~21nt 的两段小 RNA ,经退火后形成 ~19 个碱基互补,两边 3? 端各有 2 个碱基突出的 siRNA 。目前此类 siRNA 应用最广泛。尤其是经过修饰后提高稳定性的 siRNA 仍可表现特异的基因沉默作用,为其在体内的应用提供了可能的前景。
( 2 ) esiRNA :因为上述的 siRNA 基因抑制的有效性关键在于靶基因序列片段的选择,但现在并不知道 mRNA 的哪一个部位对 siRNA 更敏感,所以根据靶基因 mRNA 设计的长 dsRNA 经 Dicer 剪切成一系列 ~21nt 的 siRNA -统称为 esiRNA ,可能更有效、更方便的抑制基因的表达。
( 3 )发夹 RNA :根据 miRNA 设计的发夹 RNA ,或基于 siRNA 的发夹 RNA 在体内都表现出有效地基因抑制作用。
2 、 DNA 载体
由于在哺乳动物和果蝇中不存在 RNAi 的扩增机制,导入以上 RNA 产生的 RNAi 作用不可避免的具有瞬时性。为了克服这个弱点,一些研究小组发展了基于 DNA 载体在体内表达 siRNA 的技术。这种载体可以是质粒,也可以是病毒,甚至可以是 DNA 片段。
( 1 )基于 RNA 聚合酶 II 启动子的表达系统:在弱或无干扰素应答反应的组织或细胞中,可以构建长的发夹 RNA ,进一步由 Dicer 剪切成 siRNA 。这种表达系统的优点是允许组织或细胞特异性的 dsRNA 表达,但是绝大部分哺乳动物细胞对长的发夹 RNA 的干扰素应答而产生非特异作用,限制了此类表达系统的广泛应用。
( 2 )基于 RNA 聚合酶 III 启动子的表达系统:目前主要应用的是 U6 启动子和 H1 启动子,一方面它们在体内有较高的转录效率,另一方面以数个连续 T 为终止信号,限制了 RNA 的大小从而不引起干扰素的非特异作用。此种表达系统还可分成三类:一是基于发夹 RNA 的基因沉默效应而设计的表达发夹 RNA 的质粒载体;二是在载体上构建两个启动子分别表达 siRNA 的正义 RNA 和反义 RNA ;三是共同导入分别表达 siRNA 的互补片段的含有 U6 或 H1 启动子的 DNA 片段,或者表达发夹 RNA 的 DNA 片段。尤其是后者,可以用 PCR 方法方便的获得,大大扩展了其应用。