2-不对称RNA 干扰研究进展

不对称RNA干扰研究进展2011/11/162-不对称RNA干扰研究进展什么是RNA干扰？RNA干扰（RNAi）在实验室中是一种强大的实验工具，通过这种方式，利用具有同源性的双链RNA（dsRNA）诱导序列特异的目标基因的沉默，迅速阻断基因活性。目前哺乳动物细胞和临床研究中的siRNA是由长度19~21bp且两条链长度相等的对称小干扰RNA介导。2-不对称RNA干扰研究进展什么是不对称RNA干扰？2008年12月Sun[1]等人提出正义链和反义链长度不一致的不对称双链小干扰RNA（asymmetricinterferingRNA,aiRNA）可以更加有效地使哺乳细胞中相应的靶基因沉默，aiRNA将可能取代siRNA广泛用于创新药物的研究。2-不对称RNA干扰研究进展AbstractRNA干扰是生物医学研究，特别是基因功能研究中的重要工具。目前在哺乳细胞和临床研究中的RNA干扰技术主要由相同长度对称的双链小干扰RNA（siRNA）介导。正义链和反义链长度不一致的不对称双链小干扰RNA（aiRNA）能更有效地使相应的靶基因沉默，并且降低脱靶效应，提高体内外稳定性,成为疾病治疗的新希望。2-不对称RNA干扰研究进展1siRNA与aiRNA2小于19bp的小双链RNA引发基因沉默3反义链较长的aiRNA引起RNA干扰活性4aiRNA的干扰作用机制和siRNA相同5aiRNA可以降低正义链介导的脱靶效应6aiRNA的前景

7参考文献2-不对称RNA干扰研究进展siRNA与aiRNA图1siRNA和aiRNA的结构2-不对称RNA干扰研究进展小于19bp的小双链RNA引发基因沉默siRNA的长度一般在19bp以上，且一般末端为平整结构，以往认为，用小于19bp的平整末端或对称结构的siRNA去进行RNA干扰，不能使靶基因沉默。但有研究者用小于19bp的双链不对称的小双链RNA有RNA干扰活性，可以对目的基因的mRNA产生干扰。因此，19bp并不是靶向所有基因所必需的，小于19bp的小双链RNA亦可以引起RNA干扰，使靶基因沉默。2-不对称RNA干扰研究进展反义链较长的aiRNA引起RNA干扰活性反义链比正义链长的aiRNA可以使靶基因沉默，而正义链比反义链长的aiRNA不能表现RNA干扰功能。目前，产生这种现象的具体的机制尚不完全清楚，可能是因为RNA诱导沉默复合体（RNA-inducedsilencingcomplex，RISC）与siRNA或aiRNA的两条链的结合是有选择性的，RISC对链的选择性取决于链末端2nt突出结构，末端2nt碱基突出结构的链与RISC的结合更加容易。siRNA链的末端热力学稳定性可以影响到siRNA的稳定性，对链的选择没有很大影响，反义链上末端的突出结构使得其更容易与RISC结合，进而通过RNA干扰途径抑制靶基因表达。2-不对称RNA干扰研究进展aiRNA的干扰作用机制和siRNA相同aiRNA和siRNA引起的RNA干扰机制是相同的，都是通过与同源的mRNA特异性结合，使mRNA降解，从而发生转录后基因沉默。导入细胞内的siRNA或aiRNA与RNA诱导沉默复合体结合，解旋成单链，反义链与靶mRNA结合，切割靶基因的mRNA。2-不对称RNA干扰研究进展aiRNA可以降低正义链介导的脱靶效应在RNA干扰设计时，siRNA解旋后的两条单链，反义链与靶mRNA结合引起基因沉默，而在细胞内，正义链也有可能与序列特异性的mRNA结合，从而引起脱靶效应。而aiRNA解旋成单链后，15nt或小于15nt的单链RNA与mRNA的结合能力降低，从而减少了其脱靶效应。2-不对称RNA干扰研究进展aiRNA的前景siRNA和aiRNA技术比较具有：1.特异性高,2.抑制率高,3.渗透性好,4.稳定性好,5.安全性好,6.合成或导入工艺成熟。aiRNA的诸多优点，有利于充分发掘RNA干扰技术的潜力，尤其是RNA干扰疗法的应用。随着研究的进一步深入，相信aiRNA的优点更能体现和发挥，在将来可能取代siRNA而广泛应用于创新药物研究和临床应用中。2-不对称RNA干扰研究进展[1]SunX,RogoffHA,LiCJ.AsymmetricRNAduplexesmediateRNAinterferenceinmammaliancells[J].NatureBiotechnology,2008,26(12):1379-82.[2]ElbashirSM,HarborthJ,LendeckelW,etal.Duplexesof21-nucleotideRNAsmediateRNAinterferenceinculturedmammaliancells[J].Nature,2001,411(24):494–8.[3]ZamorePD,TuschlT,SharpPA,etal.RNAi:doublestrandedRNAdirectstheATP-dependentcleavageofmRNAat21to23nucleotideintervals[J].Cell,2000,101(1):25-33.[4]ElbashirSM,MartinezJ,PatkaniowskaA,etal.FunctionalanatomyofsiRNAsformediatingefficientRNAiinDrosophilamelanogasterembryolysate[J].EMBOJ,2001,20:6877–88.[5]KimDH,BehlkeMA,RoseSD,etal.SyntheticdsRNADicersubstratesenhanceRNAipotencyandefficacy[J].NatBiotechnol,2005,23(2):222–6.[6]SiolasD,LernerC,BurchardJ,et