RNA干涉及其应用

在各种各样的真核生物当中,双链RNA(dsRNA)促使了有效的同源mRNA分子降解,这个过程被称为RNA干扰(RNAi)。RNAi现象通过调控RNA抑制基因表达,它在植物、动物、真菌中广泛存在,被认为是一种抑制病毒性复制和转座子活动的抗御机制,而在此过程中,侵染型病毒为了能够不被这种机制干扰抑制,继续在寄主体内生存、繁殖,则产生了一种反抗御机制———即产生抑制蛋白来对付转录后基因沉默(PTGS)。对RNAi以及RNAi抑制物的作用机制、抑制物类型、特点及相关应用方面作了比较详尽的综述。dsRNA介导的PTGS将是分子生物学领域的研究热点之一,在研究基因功能,基因治疗,抗病毒基因工程,解剖和调控次生代谢途径等方面有着广泛的应用前景。     

Identification of virus-encoded microRNAs

RNA silencing processes are guided by small RNAs that are derived from double-stranded RNA. To probe for function of RNA silencing during infection of human cells by a DNA virus, we recorded the small RNA profile of cells infected by Epstein-Barr virus (EBV). We show that EBV expresses several microRNA (miRNA) genes. Given that miRNAs function in RNA silencing pathways either by targeting messenger RNAs for degradation or by repressing translation, we identified viral regulators of host and/or viral gene expression.     

白菜雄性不育相关基因BcMF3和BcMF4的A9启动子的基因沉默植物表达载体的构建

以白菜(Brassica campestris ssp.chinensis,syn.B.rapa ssp.chinensis)雄性不育相关基因BcMF3和BcMF4为沉默对象,利用绒毡层组织特异性的A9启动子,构建了反义RNA、RNA干涉和双价反义RNA植物表达载体。结果表明,经过一系列分子操作,获得了A9启动子和目的基因片段,并利用它们构建了5个基因沉默植物表达载体,可用于基因功能验证。     

RNA干扰研究现状

RNA干扰(RNAi)是指生物体内利用双链RNA(dsRNA)诱导同源靶基因的mRNA特异性降解,从而导致转录后基因沉默的现象。其在抵抗病毒感染、抑制转座子活动、调控内源性基因表达等方面发挥重要作用。RNAi以其高特异性、高效性等显著优势将成为研究基因功能的全新手段。简要概括RNAi作用机制和siRNA技术的原理,同时也讨论了RNAi技术在其他领域,如在基因信号通路研究、高通量研究基因功能、基因治疗如肿瘤研究和疾病治疗等方面的应用。     

Induction and suppression of RNA silencing by an animal virus

RNA silencing is a sequence-specific RNA degradation mechanism that is operational in plants and animals. Here, we show that flock house virus (FHV) is both an initiator and a target of RNA silencing in Drosophila host cells and that FHV infection requires suppression of RNA silencing by an FHV-encoded protein, B2. These findings establish RNA silencing as an adaptive antiviral defense in animal cells. B2 also inhibits RNA silencing in transgenic plants, providing evidence for a conserved RNA silencing pathway in the plant and animal kingdoms.     

抗病毒RNA沉默和病毒拮抗RNA沉默策略研究进展

RNA沉默通指在转录或转录后水平上由RNA介导、序列特异性地降解靶标RNA从而抑制基因表达的过程。在动物、真菌和植物中,RNA沉默是通过小RNA的形成来抵御病毒侵染的,病毒自身可以作为RNA沉默的诱导子和靶标。病毒通过进化形成积极的和消极的策略来对抗RNA沉默。为此,主要讨论了siRNAs和miRNAs介导的抗病毒RNA沉默以及病毒蛋白和RNA介导的沉默抑制作用,有助于阐明病毒侵染与寄主之间的相互关系,为抗病毒研究奠定基础。     

Widespread translational inhibition by plant miRNAs and siRNAs

High complementarity between plant microRNAs (miRNAs) and their messenger RNA targets is thought to cause silencing, prevalently by endonucleolytic cleavage. We have isolated Arabidopsis mutants defective in miRNA action. Their analysis provides evidence that plant miRNA-guided silencing has a widespread translational inhibitory component that is genetically separable from endonucleolytic cleavage. We further show that the same is true of silencing mediated by small interfering RNA (siRNA) populations. Translational repression is effected in part by the ARGONAUTE proteins AGO1 and AGO10. It also requires the activity of the microtubule-severing enzyme katanin, implicating cytoskeleton dynamics in miRNA action, as recently suggested from animal studies. Also as in animals, the decapping component VARICOSE (VCS)/Ge-1 is required for translational repression by miRNAs, which suggests that the underlying mechanisms in the two kingdoms are related.     

靶向ORFV-DNA ploymerase基因shRNA表达载体的构建

羊口疮（Orf）是由羊口疮病毒（ORFV）引起的人畜共患的一种急性、接触性和具有高度嗜上皮性传染病,主要感染绵羊、山羊和人。由于该病缺乏全身性感染症状,因此在防治上也缺乏有效的疫苗或抗体。RNA干扰技术是目前较为成熟的抑制目的基因表达生物技术。ORFV的DNA ploymerase是病毒复制的关键酶。研究运用RNA干扰技术针对ORFV的DNAploymerase基因进行体外基因沉默研究,通过网络自动筛选平台设计并合成3个short-hairpin RNAs（shRNAs）片段,并与含U6启动子的pLL3.7质粒构建重组载体,结果表明pLL3.7-D596为重组阳性,进一步测序结果正确。研究可以为靶向ORFV-DNAploymerase基因的体内基因沉默提供参考数据。     

烟草丛顶病毒编码的沉默抑制子初步鉴定

 烟草丛顶病毒（Tobacco bushy top virus,TBTV）为幽影病毒属成员,能在烟草上造成严重危害。TBTV基因组编码4个ORF,其中ORF3和ORF4几乎完全重叠,可能在TBTV的致病性中发挥重要作用。分别将TBTV的ORF3和ORF4与载体pGR107连接,构建植物表达载体pGR107 ORF3,pGR107 ORF4。经农杆菌与含外源GFP基因的pGREEN208共浸润转GFP基因的本氏烟16c叶片,2～5d后（days post inoculation,dpi)在紫外灯下观察发现浸润区有明显绿色荧光,其中pGR107 ORF4在12dpi后浸润区绿色荧光区域扩大,推断ORF4编码产物可能具有局部抑制本氏烟16c对外源GFP基因进行沉默的功能;而pGR107 ORF3浸润区绿色荧光逐渐恢复红色,GFP基因发生沉默,说明ORF3编码产物不具有抑制基因沉默的功能。进一步利用real time PCR定量检测发现,pGR107 ORF4浸润15 dpi 的本氏烟叶片中GFP RNA的含量要比仅接种pGR107的对照高,比未接种的本氏烟16c稍低。推断是因为ORF4编码蛋白抑制了植物对外源GFP RNA产生的沉默,使GFP得以在本氏烟内表达。由此进一步证实ORF4编码产物是TBTV的基因沉默抑制子。     

Advances of Researches on the Mechanism of Transgene Silencing in Transgenic Plants

转基因沉默是导致外源基因不能在转化植株中正常表达的重要原因。在此,从转录水平和转录后水平两个方面,综述了转基因植物中外源基因沉默的机制。DNA甲基化是引起外源基因沉默的主要原因。人们目前用以下几种模型来解释转录后水平基因沉默的机制,如RNA阈值模型、异常RNA和异位配对模型及双链RNA模型。对外源基因沉默机制的探讨是顺利开展植物基因工程的迫切要求,也将促进植物功能基因组学研究的进一步深入。