用siRNA沉默基因
RNAi 在基礎研究領域和醫學研究領域的應用,其基礎是 siRNA 的基因沉默作用。目前在體內或體外 RNAi 中應用的 siRNA 主要有兩類: RNA 和 DNA 載體。
1 、 RNA
( 1 ) siRNA :化學合成或體外轉錄的方法得到 ~21nt 的兩段小 RNA ,經退火后形成 ~19 個堿基互補,兩邊 3? 端各有 2 個堿基突出的 siRNA 。目前此類 siRNA 應用最廣泛。尤其是經過修飾后提高穩定性的 siRNA 仍可表現特異的基因沉默作用,為其在體內的應用提供了可能的前景。
( 2 ) esiRNA :因為上述的 siRNA 基因抑制的有效性關鍵在于靶基因序列片段的選擇,但現在并不知道 mRNA 的哪一個部位對 siRNA 更敏感,所以根據靶基因 mRNA 設計的長 dsRNA 經 Dicer 剪切成一系列 ~21nt 的 siRNA -統稱為 esiRNA ,可能更有效、更方便的抑制基因的表達。
( 3 )發夾 RNA :根據 miRNA 設計的發夾 RNA ,或基于 siRNA 的發夾 RNA 在體內都表現出有效地基因抑制作用。
2 、 DNA 載體
由于在哺乳動物和果蠅中不存在 RNAi 的擴增機制,導入以上 RNA 產生的 RNAi 作用不可避免的具有瞬時性。為了克服這個弱點,一些研究小組發展了基于 DNA 載體在體內表達 siRNA 的技術。這種載體可以是質粒,也可以是病毒,甚至可以是 DNA 片段。
( 1 )基于 RNA 聚合酶 II 啟動子的表達系統:在弱或無干擾素應答反應的組織或細胞中,可以構建長的發夾 RNA ,進一步由 Dicer 剪切成 siRNA 。這種表達系統的優點是允許組織或細胞特異性的 dsRNA 表達,但是絕大部分哺乳動物細胞對長的發夾 RNA 的干擾素應答而產生非特異作用,限制了此類表達系統的廣泛應用。
( 2 )基于 RNA 聚合酶 III 啟動子的表達系統:目前主要應用的是 U6 啟動子和 H1 啟動子,一方面它們在體內有較高的轉錄效率,另一方面以數個連續 T 為終止信號,限制了 RNA 的大小從而不引起干擾素的非特異作用。此種表達系統還可分成三類:一是基于發夾 RNA 的基因沉默效應而設計的表達發夾 RNA 的質粒載體;二是在載體上構建兩個啟動子分別表達 siRNA 的正義 RNA 和反義 RNA ;三是共同導入分別表達 siRNA 的互補片段的含有 U6 或 H1 啟動子的 DNA 片段,或者表達發夾 RNA 的 DNA 片段。尤其是后者,可以用 PCR 方法方便的獲得,大大擴展了其應用。
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