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RNA干扰(RNA interference, RNAi)是一种由双链RNA(dsRNA)介导的转录后基因沉默现象,通过特异性降解目标mRNA实现基因表达调控。其核心机制分为以下步骤:
dsRNA切割
Dicer酶将长dsRNA或前体miRNA切割为21-23nt的小干扰RNA(siRNA),每条siRNA 3'端有2-3个突出碱基。
RISC复合物形成
siRNA双链解旋后,反义链(引导链)与Argonaute蛋白结合形成RNA诱导沉默复合物(RISC)。
靶标识别与降解
RISC通过碱基配对定位同源mRNA,在距离siRNA 3'端12个碱基处切割mRNA,导致其降解。
特征 | siRNA | miRNA |
---|---|---|
来源 | 外源dsRNA(病毒、人工合成) | 内源pri-mRNA加工 |
长度 | 21-23bp | 21-25nt |
互补性 | wan全互补 | 不wan全互补(3'UTR结合) |
作用机制 | 切割mRNA | 抑制翻译或降解mRNA |
稳定性 | 低(易降解) | 高 |
脱靶率 | 较高 | 较低 |
导入方式 | 化学合成、转染 | 表达载体、病毒导入 |
高通量筛选:利用RNAi文库系统性沉默基因,解析基因网络。
信号通路解析:通过抑制特定基因观察下游效应,如MAPK通路研究。
癌症治疗:靶向KRAS、BRAF等癌基因,抑制肿瘤增殖(临床试验阶段)。
抗病毒疗法:抑制HBV、HCV病毒基因表达(如丙型肝炎病毒核心蛋白抑制研究)。
抗病虫害作物:通过沉默害虫关键基因(如Bt棉)提高抗性。
性状改良:调控植物激素合成基因,延长果实保鲜期。
靶点验证:快速验证新药靶标有效性,如阿尔茨海默病相关基因筛选。
RNA药物:Onpattro(siRNA药物)获批治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性
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