RNA干扰现象的发现
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转录后发生的基因沉默(post transcriptional gene silencing ,or PTGS)
Ｈａｍｉｌｔｏｎ等,率先在发生ＰＴＧＳ的西红柿中检测出与被沉默 基因同源的约25ｎｔ的短片段ＲＮＡ,而未发生ＰＴＧＳ的西红柿则不能 检出25ｎｔ的ＲＮＡ ＨａｍｉｌｔｏｎＡＪｅｔａｌ. Ｓｃｉｅｎｃｅ,1999,286(5441):950— 952
水螅(ｈｙｄｒａ) ＬｏｈｍａｎｎＪＵ，ＥｎｄｌＩ，ＢｏｓｃｈＴＣ， 1999．Ｄｅｖ Ｂｉｏｌ，214：211～214
锥虫(ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍｅｓ) ＮｇｏＨ，ＴｓｃｈｕｄｉＣ，ＧｕｌｌＫ，ＵｌｌｕＥ，1998．Ｐｒ ｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ，95：14687～14692、
RNA干扰现象的发现
2001级博：潘 皎 导 师：张义正教授 2003年4月24日
Baidu Nhomakorabea
RNA干扰
一些小的双链RNA可以高效、特异地阻断体内 特定基因表达,促使ｍRNA降解,诱使细胞表现 出 特 定 基 因 缺 失 的 表 型 , 称 为 RNA 干 扰 (RNA interference, RNAi, 也 译 作 RNA 干 预 或 者 干 涉)。
入 链 孢 霉 (Neurosporacrassa), 结 果 转 化 细 胞
中内源性的类胡萝卜素基因也受到了抑制。而 在真菌转基因实验中这种共抑制现象被称为 “quelling”。
基因沉默
转 录 阶 段 基 因 沉 默 (transcriptional gene silencing ,or TGS)：对于部分植物来说,转基因引发 的基因沉默可能是因为基因特异的甲基化而导致,这被 称为转录阶段基因沉默.
随后几年,另外几个植物学家也发现了类似的
现象。如Santa等,将番茄病毒Ｘ复制所需的复 制酶基因导入烟草中,以阻断病毒的生活周期 而控制病毒的生长,但有些烟草表现出抗病毒 的特性,而另外一些则相反。随后,在植物病毒 实验中也观察到共抑制现象,并发现共抑制具 有抗病毒功能。
Quelling现象
并非只有植物学家才注意到了这种意外的现象。 意大利的Cogoni等,将外源类胡萝卜素基因导
后继的实验表明将线虫浸入双链ＲＮＡ中同样可以诱导基因沉 默———这种技术使得大规模筛选线虫ＲＮＡｉ诱导的功能缺失 突变体成为可能,并引发后继的大量针对这种模式生物基因敲除的 研究 1998．Ｓｃｉｅｎｃｅ，282：430～431
涡虫(Ｐｌａｎａｒｉａｎ) Ｓａｎｃｈｅｚ＿ＡｌｖａｒａｄｏＡ，ＮｅｗｍａｒｋＰＡ， 1999．Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ，96：504～5054
Ｇ ｕ ｏ Ｓ , Ｋ ｅ ｍ ｐ ｈ ｕ ｅ ｓ Ｋ Ｊ . Ｐ ａ ｒ Ｌ .[ Ｊ ]. Ｃ ｅ ｌ ｌ , 1995,81:611-620.
这个奇怪的现象直到3年后1998才被解开———华盛顿卡耐基研究 院的Andrew Fire和马萨诸塞大学癌症中心的Craig Mello首次将 双链dsRNA———正义链和反义链的混合物注入线虫,结果诱发了 比单独注射正义链或者反义链都要强得多的基因沉默。将体外转 录得到的单链ＲＮＡ纯化后注射线虫时,基因抑制效应变得十分微 弱,而经过纯化的双链ＲＮＡ能够高效地特异性阻断同源基因的表 达。实际上每个细胞只要很少几个分子的双链ＲＮＡ已经足够完 全阻断同源基因的表达。后来的实验表明在线虫中注入双链ＲＮ Ａ不单可以阻断整个线虫的同源基因表达,还会导致其第一代子代 的同源基因沉默。他们将这种现象称为ＲＮＡ干扰。
共抑制现象的发现
ＲＮＡｉ研究的早期线索早在20年前,来自于美国和荷 兰的两个转基因植物实验组Richjorgensen和同事,在
对矮牵牛(petunias)进行的研究中有个奇怪的发现:将
一个能产生色素的基因置于一个强启动子后,导入矮脚 牵牛中,试图加深花朵的紫颜色,结果没看到期待中的 深紫色花朵,多数花成了花斑的甚至白的。jorgensen 将这种现象命名为共抑制(cosuppression),因为导入 的基因和其相似的内源基因同时都被抑制。开始这被 认为是矮牵牛特有的怪现象,后来发现在其他许多植物 中,甚至在真菌中也有类似的现象。
ＦｉｒｅＡ,ＸｕＳ,ＭｏｎｔｇｏｍｅｒｙＭＫ,ｅｔａｌ [Ｊ].Ｎａｔｕｒｅ,1998,391:806～811.
ＲＮＡｉ潜在的作用促使Fｉｒｅ和Ｔｉｍｍｏｎｓ继续实验,将 一种能够表达与ｕｎｃ22 基因同源的双链ＲＮＡ的基因工程细菌 喂食线虫,结果线虫表现出类似ｕｎｃ22缺陷的表型。 1998 Ｎａｔｕｒｅ，395： 854
RNA干扰现象的发现
线虫中首次发现了RNAi ： 首次发现dsRNA能够导致基因沉默的线索来源于秀丽新
小 杆 线 虫 (Caenorhabditis.elegans) 的 研 究 。 1995 年
康乃尔大学的研究人员Guo和Kemphues尝试用反义RNA (antisense RNA)去阻断par1基因的表达以探讨该基因 的功能,结果反义RNA的确能够阻断基因的表达,但是奇 怪的是,注入正义链RNA(sense RNA)作为对照,也同样 阻断了基因的表达。
在哺乳动物细胞中用siRNA (21－23核苷酸长的小分子干扰ＲＮＡ 片段(small interfering RNAs,siRNAs,又被称为引导RNAs)。能 高效阻断某个特定基因的表达,这项技术在疾病的基因治疗上也有 光明的应用前景。特别可以用于阻断某些突变基因的表达,或者由 蛋白过量表达引起的疾病。
RNAi－一种新的遗传工具
RNAi是植物、果蝇、线虫和很可能包括哺乳动物在内的许多生物 抵抗病毒感染和限制转座子运动的一种自然存在的防御机制。
RNAi可以作为一种简单、有效的代替基因敲除的遗传工具，来制 备特定基因缺失表型的个体, 从而研究该基因的功能.它正在功能 基因组学领域掀起一场真正的革命,并将彻底改变这个领域的研究 步伐,为此被SCIENCE评为2002年最重要的科研成果之一。
Ｈａｍｉｌｔｏｎ等,率先在发生ＰＴＧＳ的西红柿中检测出与被沉默 基因同源的约25ｎｔ的短片段ＲＮＡ,而未发生ＰＴＧＳ的西红柿则不能 检出25ｎｔ的ＲＮＡ ＨａｍｉｌｔｏｎＡＪｅｔａｌ. Ｓｃｉｅｎｃｅ,1999,286(5441):950— 952
水螅(ｈｙｄｒａ) ＬｏｈｍａｎｎＪＵ，ＥｎｄｌＩ，ＢｏｓｃｈＴＣ， 1999．Ｄｅｖ Ｂｉｏｌ，214：211～214
锥虫(ｔｒｙｐａｎｏｓｏｍｅｓ) ＮｇｏＨ，ＴｓｃｈｕｄｉＣ，ＧｕｌｌＫ，ＵｌｌｕＥ，1998．Ｐｒ ｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ，95：14687～14692、
RNA干扰现象的发现
2001级博：潘 皎 导 师：张义正教授 2003年4月24日
Baidu Nhomakorabea
RNA干扰
一些小的双链RNA可以高效、特异地阻断体内 特定基因表达,促使ｍRNA降解,诱使细胞表现 出 特 定 基 因 缺 失 的 表 型 , 称 为 RNA 干 扰 (RNA interference, RNAi, 也 译 作 RNA 干 预 或 者 干 涉)。
入 链 孢 霉 (Neurosporacrassa), 结 果 转 化 细 胞
中内源性的类胡萝卜素基因也受到了抑制。而 在真菌转基因实验中这种共抑制现象被称为 “quelling”。
基因沉默
转 录 阶 段 基 因 沉 默 (transcriptional gene silencing ,or TGS)：对于部分植物来说,转基因引发 的基因沉默可能是因为基因特异的甲基化而导致,这被 称为转录阶段基因沉默.
随后几年,另外几个植物学家也发现了类似的
现象。如Santa等,将番茄病毒Ｘ复制所需的复 制酶基因导入烟草中,以阻断病毒的生活周期 而控制病毒的生长,但有些烟草表现出抗病毒 的特性,而另外一些则相反。随后,在植物病毒 实验中也观察到共抑制现象,并发现共抑制具 有抗病毒功能。
Quelling现象
并非只有植物学家才注意到了这种意外的现象。 意大利的Cogoni等,将外源类胡萝卜素基因导
后继的实验表明将线虫浸入双链ＲＮＡ中同样可以诱导基因沉 默———这种技术使得大规模筛选线虫ＲＮＡｉ诱导的功能缺失 突变体成为可能,并引发后继的大量针对这种模式生物基因敲除的 研究 1998．Ｓｃｉｅｎｃｅ，282：430～431
涡虫(Ｐｌａｎａｒｉａｎ) Ｓａｎｃｈｅｚ＿ＡｌｖａｒａｄｏＡ，ＮｅｗｍａｒｋＰＡ， 1999．Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ，96：504～5054
Ｇ ｕ ｏ Ｓ , Ｋ ｅ ｍ ｐ ｈ ｕ ｅ ｓ Ｋ Ｊ . Ｐ ａ ｒ Ｌ .[ Ｊ ]. Ｃ ｅ ｌ ｌ , 1995,81:611-620.
这个奇怪的现象直到3年后1998才被解开———华盛顿卡耐基研究 院的Andrew Fire和马萨诸塞大学癌症中心的Craig Mello首次将 双链dsRNA———正义链和反义链的混合物注入线虫,结果诱发了 比单独注射正义链或者反义链都要强得多的基因沉默。将体外转 录得到的单链ＲＮＡ纯化后注射线虫时,基因抑制效应变得十分微 弱,而经过纯化的双链ＲＮＡ能够高效地特异性阻断同源基因的表 达。实际上每个细胞只要很少几个分子的双链ＲＮＡ已经足够完 全阻断同源基因的表达。后来的实验表明在线虫中注入双链ＲＮ Ａ不单可以阻断整个线虫的同源基因表达,还会导致其第一代子代 的同源基因沉默。他们将这种现象称为ＲＮＡ干扰。
共抑制现象的发现
ＲＮＡｉ研究的早期线索早在20年前,来自于美国和荷 兰的两个转基因植物实验组Richjorgensen和同事,在
对矮牵牛(petunias)进行的研究中有个奇怪的发现:将
一个能产生色素的基因置于一个强启动子后,导入矮脚 牵牛中,试图加深花朵的紫颜色,结果没看到期待中的 深紫色花朵,多数花成了花斑的甚至白的。jorgensen 将这种现象命名为共抑制(cosuppression),因为导入 的基因和其相似的内源基因同时都被抑制。开始这被 认为是矮牵牛特有的怪现象,后来发现在其他许多植物 中,甚至在真菌中也有类似的现象。
ＦｉｒｅＡ,ＸｕＳ,ＭｏｎｔｇｏｍｅｒｙＭＫ,ｅｔａｌ [Ｊ].Ｎａｔｕｒｅ,1998,391:806～811.
ＲＮＡｉ潜在的作用促使Fｉｒｅ和Ｔｉｍｍｏｎｓ继续实验,将 一种能够表达与ｕｎｃ22 基因同源的双链ＲＮＡ的基因工程细菌 喂食线虫,结果线虫表现出类似ｕｎｃ22缺陷的表型。 1998 Ｎａｔｕｒｅ，395： 854
RNA干扰现象的发现
线虫中首次发现了RNAi ： 首次发现dsRNA能够导致基因沉默的线索来源于秀丽新
小 杆 线 虫 (Caenorhabditis.elegans) 的 研 究 。 1995 年
康乃尔大学的研究人员Guo和Kemphues尝试用反义RNA (antisense RNA)去阻断par1基因的表达以探讨该基因 的功能,结果反义RNA的确能够阻断基因的表达,但是奇 怪的是,注入正义链RNA(sense RNA)作为对照,也同样 阻断了基因的表达。
在哺乳动物细胞中用siRNA (21－23核苷酸长的小分子干扰ＲＮＡ 片段(small interfering RNAs,siRNAs,又被称为引导RNAs)。能 高效阻断某个特定基因的表达,这项技术在疾病的基因治疗上也有 光明的应用前景。特别可以用于阻断某些突变基因的表达,或者由 蛋白过量表达引起的疾病。
RNAi－一种新的遗传工具
RNAi是植物、果蝇、线虫和很可能包括哺乳动物在内的许多生物 抵抗病毒感染和限制转座子运动的一种自然存在的防御机制。
RNAi可以作为一种简单、有效的代替基因敲除的遗传工具，来制 备特定基因缺失表型的个体, 从而研究该基因的功能.它正在功能 基因组学领域掀起一场真正的革命,并将彻底改变这个领域的研究 步伐,为此被SCIENCE评为2002年最重要的科研成果之一。