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。     

植物病毒编码RNA沉默抑制子的研究进展

RNA沉默是真核生物用来抵抗病毒入侵的一种普遍而又古老的防御机制，而病毒在进化过程中也相应地产生了一些与之抗衡的功能，其中编码沉默抑制子就是对抗RNA沉默的有效策略。它们分别能够在不同阶段，以不同的方式干扰来自于寄主的RNA沉默，从而有效地建立侵染。本文主要针对目前已经发现的由植物病毒编码RNA沉默抑制子的作用特征、鉴定方法以及作用副效应进行综述，并讨论了RNA沉默抑制子的研究及应用前景。     

真菌RNA沉默研究进展

阻抑(Quelling)与减数分裂沉默(Meiotic silencing by unpaired DNA,MSUD)等真菌RNA沉默(RNA silencing)现象的研究拓展了我们当前对基因表达调控的认知。随着测序信息量的爆炸性增长与功能研究的不断深入,真菌RNA沉默展示出的复杂与多样为真核生物研究提供了全新的视角。本文就当前真菌RNA沉默及相关小分子RNA(Small RNA,sRNA)的研究现状做一简要概述。     

甘蔗黄叶病毒P0蛋白分子特性及其抑制RNA沉默活性

【目的】甘蔗黄叶病（yellow leaf,YL）是一种主要的甘蔗病毒病害,在全球多数甘蔗种植国家或地区普遍发生,已对甘蔗生产造成严重威胁。其病原为甘蔗黄叶病毒（Sugarcane yellow leaf virus,SCYLV）,属于黄症病毒科马铃薯卷叶病毒属成员。研究SCYLV编码的沉默抑制子P0蛋白的分子特征、保守结构域及其在自然寄主甘蔗上抑制RNA沉默的功能,为下一步从RNA沉默水平解析SCYLV致病分子机理奠定基础。【方法】利用RT-PCR克隆技术获得SCYLV中国分离物CHN-FJ4编码的RNA沉默抑制子基因P0及其两个缺失突变体P0^Δ2-15（N端缺失15个氨基酸）和P0^Δ155-256（C端缺失102个氨基酸）,然后定向克隆到单子叶植物表达载体pUbi-nos（空载体）上,获得重组质粒。利用甘蔗嫩叶组织瞬时表达系统鉴定病毒RNA沉默抑制子技术,结合ImageJ软件定量分析P0及其两个缺失突变体抑制外源基因EYFP瞬时表达活性的变化。番茄丛矮病毒（Tomato bushy stunt virus,TBSV）编码的P19作为沉默抑制子阳性对照。【结果】P0核苷酸序列的遗传进化分析结果显示,所获得的SCYLV病毒分离物CHN-FJ4为BRA基因型,与其他BRA基因型分离物氨基酸序列一致性为96.1%-98.4%。利用MEME在线软件预测P0蛋白的保守结构域,结果表明P0蛋白含有3个显著的保守区。分别位于第1-60、76-125和161-210氨基酸残基。通过Datamonkey在线服务器（http://www.datamonkey.org）提供的5种运算方法分析P0蛋白氨基酸位点的选择压力,结果显示P0蛋白具有8个氨基酸正向选择位点。将含有P0及其缺失突变体的重组质粒连同含EYFP报告基因的pTEM12质粒采用基因枪轰击法分别导入甘蔗嫩叶组织细胞,轰击后48-120 h,P0和P19逐渐地提高EYFP荧光表达点数和荧光表达水平;在120 h,与pUbi-nos空载体（不含沉默抑制子）对照组相比,P0和P19均显著地提高甘蔗嫩叶组织EYFP荧光表达点数和荧光表达水平,分别达1.6倍和4.0倍以上。P0与P19抑制RNA沉默活性水平没有显著差异（P>0.05）。P0蛋白N端缺失15个氨基酸（P0^Δ2-15）和C端缺失102个氨基酸（P0^Δ155-256）均丧失了沉默抑制子的功能,荧光表达与不含沉默抑制子对照组相当。【结论】在甘蔗嫩叶组织EYFP瞬时表达体系上,P0能够显著地提高外源基因EYFP表达水平。P0蛋白N端15个氨基酸和C端102个氨基酸含有显著的保守区域,是P0发挥沉默抑制子功能所必需的。     

植物RNA结合蛋白的研究进展

从RNA结合蛋白的鉴定方法,RNA结合蛋白的基序,以及植物RNA结合蛋白在调控叶绿素mRNA的稳定和转录、植物抗逆反应、开花和激素信号传导等过程中的作用等方面介绍了植物RNA结合蛋白的研究进展。     

植物转录后基因沉默抑制蛋白研究进展

转录后基因沉默现象广泛存在于植物、动物和真菌中。在植物中转录后基因沉默现象是对外来病毒入侵的一种防御机制。植物病毒既是转录后基因沉默的起始物、靶目标，又是编码抑制转录后基因沉默的蛋白。已经发现3种病毒抑制子作用于转录后基因沉默的不同阶段：烟草蚀刻病毒蛋白（HC-Pro）作用于转录后基因沉默的持续阶段，产生25nt小RNA的上游和产生沉默信号的下游区域；马铃薯x病毒蛋白（P25）和黄瓜花叶病毒蛋白（CMV2b）作用于转录后基因沉默的信号阶段。     

RNA沉默机制及其介导的植物抗病毒基因工程研究进展

RNA沉默是一种由双链RNA诱导同源RNA降解的现象,是植物的一种天然抗病毒机制.但是由于长期的共进化过程,一些病毒会在siRNA沉默途径以及miRNA沉默途径中编码一些抑制蛋白来对抗这种机制,使其作用受到抑制.文章对RNA沉默的发现、过程、抑制及其由RNA沉默介导的对RNA病毒、DNA病毒的抗性、以及由转病毒基因介导的病毒抗性等几种植物抗病机制.同时,对研究中所存在的一些问题作了分析,并就今后的研究重点和方向作了展望.     

植物中RNA介导的沉默及其应用

在植物中 ,双链RNA(dsRNA)可通过降解细胞质中与之同源的mRNA而诱导产生转录后基因沉默 (PTGS) ,或通过使同源的核DNA高度甲基化而产生转录基因沉默 (TGS ,启动子甲基化 )或PTGS(转录或编码区甲基化 )。RNA介导的沉默可在细胞间进行传递 ,从而使整个植株都表现出PTGS或TGS ,且PTGS的程度会在植物发育过程中逐渐加强 ,减数分裂后重置。植物病毒也会介导产生沉默现象 ,PTGS是植物天然的一种抗病毒机制。利用导入外源dsRNA可抑制基因表达或使基因超量表达 ,使用病毒载体 ,可提供功能启动子、暂时表达系统 ,并为植物功能基因组学研究提供新的工具。     

RNA干涉研究进展

生物体内导入双链RNA后会引起体内同源基因特异性的沉默,这种现象被称为RNA干涉(RNAi).本文对RNA干涉的研究历史、作用机理和实践应用等方面的研究进展进行了综述与讨论.     

影响茉莉H病毒沉默抑制子功能关键氨基酸的鉴定

茉莉H病毒(JaVH)是一种天竺葵黄斑病毒属病毒,可引起严重的茉莉病毒病害.该病毒基因组含有5个开放阅读框,分别编码2个复制相关蛋白、2个运动蛋白和1个外壳蛋白(CP),其中,CP可能是一个RNA沉默抑制子,并且与致病性密切相关.构建JaVH CP瞬时表达重组质粒pXT-CP,将其与pGDG混合浸润本生烟,浸润第5天利用紫外灯照射,观察到浸润区域仍具强烈荧光,表明CP是一个较强的沉默抑制子.为进一步鉴定CP的关键功能位点,将JaVH外壳蛋白与同属其他病毒进行比对后构建了18个pXT-CP突变体,利用农杆菌共浸润瞬时表达系统和Western blot明确了13个影响JaVH的CP功能的关键氨基酸位点,包括Trp 28、Arg 40、Arg 58、Gly 75、Ile 83、Thr 84、Val 108、Phe 111、Ser 115、Lys 123、Tyr 124、Arg 132和Lys 200.     

植物病毒沉默抑制子P25的原核表达及纯化

通过体外DNA重组技术将P25基因连接在pET28a（＋）载体上，构建成重组质粒。经PCR扩增、酶切鉴定及DNA序列分析，融合的P25基因序列正确。将重组质粒转化到大肠杆菌BL21（DE3）中进行异丙基β-D硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达，经过亲和层析得到纯品目的蛋白P25。     

RNA沉默及其在植物基因功能研究和作物改良中的应用

RNA沉默是指导入或细胞内转录合成的双链RNA会特异性地降解具有同源序列的mRNA,从而导致内源的、外源的和病毒基因的沉默,它是真核生物特有的一种阻止转座子转座和抵御外源DNA入侵的防御机制。利用RNA沉默技术,人们正对大量基因进行功能研究,并在作物性状改良方面取得了一些可喜成果。     

南方水稻黑条矮缩病毒S6编码一个沉默抑制子

 【目的】分析南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）基因组S6编码的SP6蛋白的抑制子活性,明确SRBSDV是否编码RNA沉默抑制子来干扰植物的沉默。【方法】将分别含有SP6与GFP质粒的农杆菌共浸润转GFP基因的16c本氏烟纯合系,观察SP6对局部沉默和系统沉默的抑制作用;将含有SP6,GFP和dsGFP质粒的农杆菌三者共浸润,观察SP6对由dsRNA引起的沉默的抑制作用;在同一植株不同部位接种GFP和SP6,观察SP6对RNA沉默信号传导的影响;通过马铃薯X病毒（Potato virus X,PVX）在本氏烟上表达SP6,观察SP6是否能增强PVX的致病性。【结果】SP6能抑制由GFP正义RNA介导的沉默,但其抑制作用较弱,仅能延缓局部沉默和系统沉默的产生。SP6能灭活RNA沉默信号,阻止沉默信号的长距离传导,回复GFP的沉默,但不能抑制由dsRNA引起的沉默。利用PVX在本氏烟上表达SP6能增强PVX的致病性。【结论】SP6是病毒编码的RNA沉默抑制子,在RNA沉默的起始和信号传导阶段起作用。     

RNA干涉原理及其应用

RNA干涉是指外源dsRNA引发生物体内的基因的同源序列降解，从而表现出的基因转录后的沉默现象，它与植物中的共抑制和真菌中的基因压制可能具有相同的作用机制。在这一过程中，需要eIF2c类似蛋白因子、RNA螺旋酶、RNA依赖性RNA多聚酶、核糖核酸酶、ATP和转膜蛋白参与。RNA干涉可以用于功能基因组学研究，也可用于克服转基因生物的基因沉默现象，使外源基因在遗传改良生物中能更好地表达，还用于基因治疗，抑制有害基因的表达等。     

Dicer蛋白分子的进化与结构研究进展

Dicer蛋白在RNA干扰(RNA interference,RNAi)途径中起着非常重要的作用,不同生物来源的Dicer蛋白在数量和结构上均存在着一定的差异.在植物界的生物进化过程中,Dicer蛋白的数量逐渐增多,功能逐步出现分化;而在动物界的生物进化过程中,Dicer蛋白的数量逐渐减少,功能却逐步整合.不同Dice...     

RNA干涉技术及其应用

RNA干涉(RNA interference,RNA1)是由双链RNA导入而引起的转录后基因沉默,它可以作为一种有力的工具在多种有机体中抑制特异性基因的表达。文章简要介绍了RNA干涉的发现史、作用机制、特点及该项技术的用途。RNA1的作用机制可以分为起始阶段和效应阶段。双链RNA被Dicer消化成siRNAs(small interfermg RNAs),进一步形成RNA诱导沉默复合物(RNA-mduced silencmg complex,or RISC),在siRNAs的引导下切割靶mRNA。RNAi技术在疾病的基因治疗、功能基因组学及细胞信号通路分析等力面具有广阔的应用前景。