RNAi的生物学功能

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RNAi 的生物学功能

从低等的真菌到高等的哺乳动物 都有RNAi，在不同的物种 间既有差异，又有很高的保守性，这说明RNAi应该出现在生命出现的早期，它的存在是生物进化 与发育的重要组成部分。目前来看，RNAi的生物学功能主要表现在如下3个方面：

1)一种抗病毒的应答反应。 真核生物也编码类似RdRPs的酶，它们与病毒的RdRPs没有同源性，但两者在功能上却有很多相似的地方。rde-2，rde-3和mut-7对于线虫PTGS是必须的，它们同时在RNAi中起着关键作用，因此对RNAi和PTGS来说，这是两者在功能上的相似之处。烟草的RdRPs基因NtRdRP1能被病毒侵染和水杨酸所诱导，在它被反义RNA沉默后，突变 株系中病毒RNA的积累很快，并且产生了很严重的感病反应。

2)基因组 的免疫 系统。 在复杂的基因组中存在着许多重复因子，包括数目众多的转座子。研究中发现，RNAi经常由重复转座因子引起，并能抑制转座子活性。在线虫的研究中，缺失RNAi的虫体表现出了高频的转座子活性。在植物 细胞中发现双链RNA能够诱导同源的基因序列甲基化，Pelissier等在用番茄的类病毒载体 侵染烟草时发现，在侵染过程中，与类病毒互补的大约30个碱基对的基因组序列发生甲基化。在PTGS中常常伴随有基因组的甲基化，当双链RNA与启动子而非表达序列区域有同源性时，常常表现为基因的甲基化，基因在转录 水平被抑制。Schramke等和 Zilberman等分别在酵母和拟南芥中鉴定了几个参与RNAi 的基因，并证实这些基因主要是甲基化酶，它们的主要功能是由长的双链RNA诱导相应的基因组甲基化，使其在转录 水平沉默。Kovalchuk等也证实病菌的侵染能诱使植物 的DNA发生重排，这个过程中有与RNAi相关基因的参与。

3)调节基因的时空表达。 许多在RNAi的过程中起着关键作用的基因在生物的发育过程中同样起着重要作用，它们的突变往往造成发育的变异，如拟南芥中的ago1突变体表现为共抑制缺陷的同时也表现为叶发育缺陷，因此人们认为与RNAi相关的一些酶或者过程可能也参与了发育调控过程。Volpe等发现酵母参与RNAi的Dicer和RdRPs的基因同源序列的去除会导致一系列的生理异常，主要表现为着丝粒 的异染色质重复序列的转录本异常积累，同时插入着丝粒 区的外源基因开始不受抑制地表达，并且伴随着组蛋白H3赖氨酸-9的去甲基化和着丝粒不能进行配对。因此RNAi在保持着丝粒区重复序列的异染色质状态，保证细胞的正常分裂中起着重要作用。此外Glazov在拟南芥中鉴别到1个与PTGS和RNAi相关的基因(Werner Syndrome-like exonuclease(WEX) gene)，这个基因与人的Werner Syndrome protein(WRN)相似，具有 RNase D的结构域，但缺乏双链RNA解链的结构域，它可以与RNA解旋酶互作来参与PTGS和RNAi，它的缺失可以造成拟南芥提前开花。