RNAi在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用,其基礎(chǔ)是siRNA的基因沉默作用。目前在體內(nèi)或體外RNAi中應(yīng)用的siRNA主要有兩類:RNA和DNA載體。
1、 RNA
(1)siRNA:化學(xué)合成或體外轉(zhuǎn)錄的方法得到~21nt的兩段小RNA,經(jīng)退火后形成~19個堿基互補(bǔ),兩邊3? 端各有2個堿基突出的siRNA。目前此類siRNA應(yīng)用最廣泛。尤其是經(jīng)過修飾后提高穩(wěn)定性的siRNA仍可表現(xiàn)特異的基因沉默作用,為其在體內(nèi)的應(yīng)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(guān)鍵在于靶基因序列片段的選擇,但現(xiàn)在并不知道m(xù)RNA的哪一個部位對siRNA更敏感,所以根據(jù)靶基因mRNA設(shè)計的長dsRNA經(jīng)Dicer剪切成一系列~21nt的siRNA-統(tǒng)稱為esiRNA,可能更有效、更方便的抑制基因的表達(dá)。
(3)發(fā)夾RNA:根據(jù)miRNA設(shè)計的發(fā)夾RNA,或基于siRNA的發(fā)夾RNA在體內(nèi)都表現(xiàn)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(kuò)增機(jī)制,導(dǎo)入以上RNA產(chǎn)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(fā)展了基于DNA載體在體內(nèi)表達(dá)siRNA的技術(shù)。這種載體可以是質(zhì)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(dá)系統(tǒng):在弱或無干擾素應(yīng)答反應(yīng)的組織或細(xì)胞中,可以構(gòu)建長的發(fā)夾RNA,進(jìn)一步由Dicer剪切成siRNA。這種表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)點是允許組織或細(xì)胞特異性的dsRNA表達(dá),但是絕大部分哺乳動物細(xì)胞對長的發(fā)夾RNA的干擾素應(yīng)答而產(chǎn)生非特異作用,限制了此類表達(dá)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
(2)基于RNA聚合酶III啟動子的表達(dá)系統(tǒng):目前主要應(yīng)用的是U6啟動子和H1啟動子,一方面它們在體內(nèi)有較高的轉(zhuǎn)錄效率,另一方面以數(shù)個連續(xù)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(dá)系統(tǒng)還可分成三類:一是基于發(fā)夾RNA的基因沉默效應(yīng)而設(shè)計的表達(dá)發(fā)夾RNA的質(zhì)粒載體;二是在載體上構(gòu)建兩個啟動子分別表達(dá)siRNA的正義RNA和反義RNA;三是共同導(dǎo)入分別表達(dá)siRNA的互補(bǔ)片段的含有U6或H1啟動子的DNA片段,或者表達(dá)發(fā)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(kuò)展了其應(yīng)用。
1、 RNA
(1)siRNA:化學(xué)合成或體外轉(zhuǎn)錄的方法得到~21nt的兩段小RNA,經(jīng)退火后形成~19個堿基互補(bǔ),兩邊3? 端各有2個堿基突出的siRNA。目前此類siRNA應(yīng)用最廣泛。尤其是經(jīng)過修飾后提高穩(wěn)定性的siRNA仍可表現(xiàn)特異的基因沉默作用,為其在體內(nèi)的應(yīng)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(guān)鍵在于靶基因序列片段的選擇,但現(xiàn)在并不知道m(xù)RNA的哪一個部位對siRNA更敏感,所以根據(jù)靶基因mRNA設(shè)計的長dsRNA經(jīng)Dicer剪切成一系列~21nt的siRNA-統(tǒng)稱為esiRNA,可能更有效、更方便的抑制基因的表達(dá)。
(3)發(fā)夾RNA:根據(jù)miRNA設(shè)計的發(fā)夾RNA,或基于siRNA的發(fā)夾RNA在體內(nèi)都表現(xiàn)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(kuò)增機(jī)制,導(dǎo)入以上RNA產(chǎn)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(fā)展了基于DNA載體在體內(nèi)表達(dá)siRNA的技術(shù)。這種載體可以是質(zhì)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(dá)系統(tǒng):在弱或無干擾素應(yīng)答反應(yīng)的組織或細(xì)胞中,可以構(gòu)建長的發(fā)夾RNA,進(jìn)一步由Dicer剪切成siRNA。這種表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)點是允許組織或細(xì)胞特異性的dsRNA表達(dá),但是絕大部分哺乳動物細(xì)胞對長的發(fā)夾RNA的干擾素應(yīng)答而產(chǎn)生非特異作用,限制了此類表達(dá)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
(2)基于RNA聚合酶III啟動子的表達(dá)系統(tǒng):目前主要應(yīng)用的是U6啟動子和H1啟動子,一方面它們在體內(nèi)有較高的轉(zhuǎn)錄效率,另一方面以數(shù)個連續(xù)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(dá)系統(tǒng)還可分成三類:一是基于發(fā)夾RNA的基因沉默效應(yīng)而設(shè)計的表達(dá)發(fā)夾RNA的質(zhì)粒載體;二是在載體上構(gòu)建兩個啟動子分別表達(dá)siRNA的正義RNA和反義RNA;三是共同導(dǎo)入分別表達(dá)siRNA的互補(bǔ)片段的含有U6或H1啟動子的DNA片段,或者表達(dá)發(fā)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(kuò)展了其應(yīng)用。