近年建立的RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术可比较简便地在低等生物(如线虫)或哺乳动物细胞水平对特定基因进行降低或功能丧失的操作。

RNAi的基本原理:一定数量的外源性双链RNA(dsRNA)进入细胞后,被类似于核糖核酸酶Ⅲ的Dicer酶切割成短的21~23bp的双链小干扰RNA(small interferencing RNA, siRNA), siRNA与解旋酶和其他因子结合,形成RNA诱导沉默复合物(RNA-induced silencing complex, RISC)。激活RISC需要一个依赖ATP的将小分子RNA解双链的过程。激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA转录本上,并在距离siRNA 3'端12个碱基的位置切割mRNA。尽管切割的确切机制尚不明了,但每个RISC都包含一个siRNA和一个不同于Dicer的RNA酶。因此,siRNA能够以序列同源互补的mRNA为靶点,通过促使特定基因的mRNA降解来高效、特异地阻断体内特定基因表达,诱发细胞呈现出特定基因表达降低(knock down)表型。

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RNAi技术操作简便,主要步骤是:首先人工化学合成或酶促合成RNA双链,然后直接通过脂质体包裹、或克隆到特殊的表达载体等技术将其转染到体外培养的哺乳动物细胞,主要用于基因功能研究。

也可以根据靶基因设计短发卡RNA(short hairpin RNA, shRNA), 克隆到表达载体。转染后的表达载体可以表达由环袢连接的正反义互补的短干扰RNA序列,行使RN儿的作用。

另外,利用慢病毒构建的shRNA载体,与化学合成的siRNA和基于瞬时表达载体构建的shRNA相比,一方面可以扩增替代瞬时表达载体使用,另一方面,可用于感染依靠传统转染试剂难以转染的细胞系如原代细胞、悬 浮细胞和处于非分裂状态的细胞,并且在感染后可以整合到受感染细胞的基因组,进行长时间的稳定表达。