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RNA干涉（RNA Interference，RNAi）介紹
點擊次數：1147 發布時間：2017-6-26
基因沉默（gene silencing）是生物體內特定基因由于種種原因不表達的遺傳現象。一方面，基因沉默是生物遺傳操作創造新的遺傳修飾生物（genetically modified organisms）的障礙，另一方面，它又是植物抵抗外來核酸入侵（如病毒）的一種反應，為植物抗病毒的遺傳育種提供了具有實用價值的策略：RNA 介導的病毒抗性（RNA mediated virus resistance, RMVR）。近年來，在不同的研究領域和生物中發現了許多新的使基因關閉或沉默的類型，并賦予其不同的名稱：在植物中稱為RNA 共抑制(co-suppression)，在真菌中叫RNA 壓制(quelling)，動物中則叫RNA干涉(interference)。RNA干涉是指短的dsRNA 可以降解內源的同源RNA,，而使相應基因沉默的現象，簡稱RNAi。
1995年，康乃爾大學 Su Guo博士，于試圖阻斷線蟲（C. elegans）中 par-1基因時，發現了一個意想不到的現象：她們本來利用anti-sense RNA 技術，可達到特異性阻斷 par-1基因的表達，同時亦在其對照組實驗中，注射 sense RNA 到線蟲體內，預期可能觀察到此基因表現的增強。但得到的結果竟是二者都切斷了par-1RNA干涉(RNA Interference，RNAi)基因的表達途徑。這與傳統上對 anti-sense RNA 技術的解釋竟是正好相反。研究小組一直沒能把這個意外結果予以合理的解釋。
直到1998年2月，華盛頓卡耐基研究院的 Andrew Fire 和馬薩諸塞大學醫學院的 Craig Mello才揭開這個懸疑之謎。通過大量艱苦的工作，他們證實，Su Guo 博士遇到的 sense RNA 抑制基因表達的現象，以及過去的 anti sense RNA 技術對基因表達的阻斷，都是由于體外轉錄所得 RNA 中污染了微量雙鏈RNA而引起。當他們將體外轉錄得到的單鏈RNA純化后注射線蟲時發現，基因抑制效應變得十分微弱，而經過純化的雙鏈RNA卻正好相反，能夠特異性阻斷相應基因的表達。該小組將這一現象稱為RNA干擾（RNA interference ,簡稱 RNAi）。
隨后，在短短一年中，RNAi 現象被廣泛地發現于真菌、阿拉伯芥、水螅、渦蟲、錐蟲、斑馬魚等多數真核生物中。這種存在機制揭示了 RNAi 很可能出現在生命進化的早期階段。隨著研究的不斷深入，RNAi 的機制正逐步地被闡明，同時亦成為功能基因組研究領域中的有力工具，RNAi也越來越為人們所重視。
體外實驗表明：RNAi反應中，加入的雙股 ds RNA 可切割出 21-23 核苷酸長度的RNA 片段，后者會使 target mRNA 被切割為 21-23 核苷酸長的片段。從已經發生 RNAi 的果蠅 S2 細胞中，Hammond 等人純化出一種具有序列特異性的核酸酶，它僅會降解與引起 RNAi 的 dsRNA 具有同源序列的 mRNA。那么這種核酸酶如何確定哪些 mRNA該降解，而哪些不該呢？由于在純化該核酸酶時，共分離出 21-23核苷酸的 dsRNA片段，暗示著該核酸酶對mRNA 的切割，可能是以這些片段作為模板來指導核酸酶進行切割程序。