转录后基因沉默的机制及其应用

确定导致转录后基因沉默的原因,探索在转基因植物研究中避免基因沉默的对策。方法是将转基因沉默分为转录水平的沉默和转录后水平的沉默,分别对RNA阈值模型、异位配对和异常RNA模型、双连RNA模型等几种导致转录后基因沉默模型的分析。结果确定了转基因沉默抑制现象和转录后基因沉默的形成机制,以及转录后基因沉默理论和实践意义。提出了利用RNAi等技术进行基因功能鉴定和利用基因沉默进行病毒防治的策略。     

转录后基因沉默--植物抵御外来病毒入侵的一种机制

基因沉默是近几年来在转基因植物中发现的一种后生遗传现象。基因沉默大体可以分为两类：位置效应引起的基因沉默和同源依赖的基因沉默。其中,同源依赖的基因沉默又可以分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。基因沉默的发现使得人们对植物和病毒的相互关系有了一个新的认识。基因沉默研究中所发现的转录后基因沉默现象是植物抵御病毒入侵、保持自身基因组完整性的一种防御机制,是植物与病毒共进化的结果。对于沉默产生的机理,尤其是转录后基因沉默,已经提出不少模型,但是都未能较全面地解释基因沉默中出现的各种实验现象。该文现就实验所取得的相关结果、转录后基因沉默机制和植物对病毒防御机制的相互关系,以及其研究进展进行综述。     

转基因植物中外源基因沉默机制及防止对策

系统论述了诱发转基因沉默的因素、植物转基因沉默发生水平并提出了基因沉默的防止对策,基因沉默现象是导致外源基因不能在转化植物中正常表达的重要原因。甲基化、重复序列、反式失活和共抑制是基因沉默的主要诱因。其作用水平主要有三种：位置效应、转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默,避免基因间的同源性、避免重复序列的出现、消除甲基化的影响、使用MAR以及使用诱导型启动子,可以提高外源基因的表达水平,有效防止基因沉默。     

植物转基因沉默与病毒抗性

对植物基因沉默的机制及其在植物抗病毒基因工程中的应用作了综述.植物转基因沉默是转基因植株中普遍发生的一种现象,引起植物转基因沉默的原因是多方面的,但主要涉及转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默.植物对病毒的抗性机制在某些方面与基因沉默有相似之处.     

转基因植物转录后基因沉默的特点、机理及应用

自在转基因植物中发现转基因沉默现象以来 ,很多学者对该现象进行了广泛的研究 ,认为其作用机制有三种 :位置依赖性基因沉默、转录水平基因沉默、转录后水平基因沉默。目前主要集中于转录后水平基因沉默的研究 ,通过研究发现它具有广泛性、可传导性及特异性的特点 ,并对其机制提出了一些假说。最近 ,人们还发现转录后水平基因沉默与植物抗病毒能力有联系。本文对转基因植物转录后基因沉默的特点、机理及应用方面的进展作了综述     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.).Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默.发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录.利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默.进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默.对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加.     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.)。Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默。发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录。利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默。进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默。对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加。     

灵芝中基于内源ura3基因的多基因沉默系统的建立及其应用

灵芝是一种重要的药用真菌,然而由于近几年缺乏有效的反向遗传体系研究,灵芝的分子遗传相关研究进展相对缓慢。该研究建立了一种更加简便快捷的灵芝电穿孔转基因方法,利用灵芝内源乳清酸核苷-5′-单磷酸脱羧酶基因(ura3)作为反向筛选标记,构建4种沉默载体(颈环结构沉默载体,正向沉默载体,反向沉默载体以及正反双向启动子沉默载体),并基于此转基因方法实现了对灵芝内源基因的沉默。通过系统比对以上4种沉默方法,发现4种沉默方法都不同程度地下调了ura3基因的表达,其中双向启动子沉默不仅载体构建方便并且能够获得最高的沉默效率(达到81.9%)。利用这种双向启动子沉默载体以及ura3的反向筛选特性,建立了灵芝的共沉默体系,发现共沉默下基因转录的下调有一定的相关性,提高了基因沉默的筛选效率。该反向遗传体系的建立有助于深入研究灵芝中单基因或多基因的功能,推动灵芝等大型担子菌的分子遗传研究进展。     

害虫的基因沉默控制

作为现代分子生物学的重大突破性成果之一,基因沉默是人为调控基因表达的重要途径之一。本文介绍了基因沉默的发现历史、作用机制及其在昆虫中的研究进展,以及利用基因沉默原理进行害虫控制的探索,并展望害虫基因沉默控制的应用前景。     

转基因植物中外源基因沉默机制的研究进展

基因沉默现象是导致转基因不能正常表达的重要因素之一.其作用机制主要有三种：位置效应,转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默.根据目前的知识, 重复序列是基因沉默的普遍诱因,甲基化是基因沉默的直接原因.     

Dynamics of gene silencing by RNA interference

The large number of candidate genes identified by modern high-throughput technologies require efficient methods for generating knockout phenotypes or gene silencing in order to study gene function. RNA interference (RNAi) is an efficient method that can be used for this purpose. Effective gene silencing by RNAi depends on a number of important parameters, including the dynamics of gene expression and the RNA dose. Using mouse hepatoma cells, we detail some of the principal characteristics of RNAi as a tool for gene silencing, such as the RNA dose level, RNA complex exposure time, and the time of transfection relative to gene induction, in the context of silencing a green fluorescent protein reporter gene. Our experiments demonstrate that different levels of silencing can be attained by modulating the dose level of RNA and the time of transfection and illustrate the importance of a dynamic analysis in designing robust silencing protocols. By quantifying the kinetics of RNAi-based gene silencing, we present a model that may be used to help determine key parameters in more complex silencing experiments and explore alternative gene silencing protocols.     

双链RNA在基因沉默中的作用

介绍依赖于同源识别的基因沉默 .依赖于同源识别的基因沉默 ,是指向生物体内导入外源核酸时引起相应序列的内源基因的表达被特异性抑制的一种基因调控现象 .基因沉默分为转录基因沉默和转录后基因沉默 ,二者都通过双链RNA介导 .它们是真核生物中普遍存在的抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制 .这些机制具有巨大的应用前景 .     

Induction and suppression of gene silencing in plants by nonviral microbes

Gene silencing is a conserved mechanism in eukaryotes that dynamically regulates gene expression. In plants, gene silencing is critical for development and for maintenance of genome integrity. Additionally, it is a critical component of antiviral defence in plants, nematodes, insects, and fungi. To overcome gene silencing, viruses encode effectors that suppress gene silencing. A growing body of evidence shows that gene silencing and suppression of silencing are also used by plants during their interaction with nonviral pathogens such as fungi, oomycetes, and bacteria. Plant–pathogen interactions involve trans-kingdom movement of small RNAs into the pathogens to alter the function of genes required for their development and virulence. In turn, plant-associated pathogenic and nonpathogenic microbes also produce small RNAs that move trans-kingdom into host plants to disrupt pathogen defence through silencing of plant genes. The mechanisms by which these small RNAs move from the microbe to the plant remain poorly understood. In this review, we examine the roles of trans-kingdom small RNAs and silencing suppressors produced by nonviral microbes in inducing and suppressing gene silencing in plants. The emerging model is that gene silencing and suppression of silencing play critical roles in the interactions between plants and their associated nonviral microbes.     

转基因植物中外源基因的沉默及应对策略

随着转基因技术在作物育种领域的应用,转基因植物中外源基因表达量低的现象较为普遍。导致外源基因表达量低的主要原因是基因沉默。外源基因沉默可分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。如何应对基因沉默,提高外源基因的表达量,是转基因技术发展亟待解决的问题。     

植物转基因沉默与消除

植物基因工程研究是希望获得高稳定表达的转基因植株,而转基因沉默现象却限制了转基因植物的应用前景,基因沉默的机制是多方面的,包括转基因多拷贝之间的异位配对,转基因序列的甲基化,插入位点在染色体结构上的改变及转录后的衰退调控等,研究外源基因的失活原因及寻找相应的策略控制失活,对于植物基因工程的发展有着重要的意义。