RNA和蛋白质的相互作用

RNA与蛋白质的相互作用是许多基本的细胞生理过程得以实现的决定性因素.近年来,随着技术的改进和新方法的建立,RNA和蛋白质的相互作用研究取得了长足进步.目前科研人员已经鉴定了许多RNA上的蛋白质结合位点,也发现了许多蛋白质中的RNA结合结构域,并对它们的结构特征进行了比较详细的研究.这些都为最终探明RNA和蛋白质相互作用的分子机制,从而从本质上认识相关的细胞生理过程打下了坚实的基础.     

RNA干扰与技术

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是由双链RNA诱导的、序列特异的基因沉默机制。它是自然存在于植物、线虫和果蝇中抵抗外来基因(包括病毒、转座子)入侵的方式。在哺乳动物细胞中,能够人工诱导RNA干扰,沉默有同源序列基因表达。这一新技术具有特异性、高效性。因此,正被用来研究人类基因组的功能、肿瘤和抗病毒感染等。     

RNA干扰技术的原理与应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)所引起的序列特异性基因沉默,是真核生物中一种非常保守的机制,它与协同抑制(cosuppression)、转座子沉默(transposon silencing)以及发育等许多重要的生物学过程密切相关。RNA干扰依赖于小干扰RNA(Small interference RNA,siRNA)与靶序列之间严格的碱基配对,具有很强的特异性,涉及众多基因和蛋白复合物,构成了一个以小RNA为核心的真核基因表达调控系统,它可以在染色质水平、转录水平、转录后水平和翻译水平参与基因表达的调节。RNA干扰技术为人们迅速、准确的剖析基因的功能,分析基因之间错综复杂的联系和相互作用提供了极为有用的工具,同时也为人们预防和治疗癌症和病毒疾病提供了新的思路。     

小干扰RNA抗病毒研究进展

小干扰RNA(siRNA)介导的对同源基因转录后水平的抑制或由此引发的细胞质内同源mRNA降解的转录后基因沉默现象,在抗病毒研究中具有重要意义。由病毒感染引起的各种疾病严重危害着人类的健康,而siRNA在抗病毒感染的研究领域中显示出高度特异性,故受到人们的普遍关注。近年来,siRNA抗病毒方面的研究成为国内外的热点,为临床病毒感染性疾病的防治提供了新的途径。我们就siRNA的机制和特点、siRNA的制备及其抗病毒研究进展做简要综述。     

植物中病毒来源的小RNA介导的RNA沉默

植物RNA 沉默机制的主要功能之一是具有抗病毒作用. 在被病毒侵染的宿主细胞中发现的病毒来源的小RNA表明, 宿主的RNA沉默机制可以靶向病毒RNA. 随着vsiRNAs 高通量测序技术的发展, 近年来的遗传学研究揭示了vsiRNAs 的起源和组成以及它们调控基因表达的潜在功能. 本文简述了vsiRNAs 的起源和生物合成过程, 并着重围绕在抗病毒过程中vsiRNAs 介导的对病毒基因组和宿主转录本的RNA 沉默现象进行综述, 以更好地理解植物中vsiRNAs 在病毒致病性以及和宿主互作中的作用机制.     

核仁小RNA源性小RNA

最新研究结果表明,一些与RNA介导基因沉默相关的小RNA由核仁小RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)加工产生,这种小RNA被称为核仁小RNA源性小RNA(snoRNA derived small RNA,sdRNA)。sdRNA现象分布物种广;涉及的snoRNA种类全,数量多;产生的小RNA分子大小不一、数量、种类多。表明这种小RNA在生物中存在着广泛的普遍性。sdRNA的发现拓展了snoRNA的功能,揭示了snoRNA与RNA介导的基因沉默之间的紧密关系,增强了snoRNA在RNA调控网络中的重要性,并为进一步研究RNA调控网络开启了一扇门。     

RNA干扰与基因敲除

RNAi是指通过双链RNA介导特异性降解靶mRNA,导致转录后水平基因沉默的现象。其作用途径有RdRP依赖的RNAi的途径与非RdRP依赖的RNAi途径2种。利用RNAi的基因敲除技术在dsRNA序列选择、质粒或病毒为载体的dsRNA体内合成、发夹样siRNA的转录、dsRNA的导入方法等方面取得了很大进展,在研究人类或其他生物基因组中未知基因及蛋白质的功能等领域具有诱人的应用前景。     

RNA干扰研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指由双链RNA(double-strandedRNA,dsRNA)启动的序列特异的转录后基因沉默现象,广泛存在于真菌、植物和动物中。它是细胞内由双链RNA诱导降解与其配对的特定mRNA的过程。细胞内双链RNA在酶的作用下,形成20-25碱基大小的小干扰RNA(siRNAs),由siRNAs进一步掺入多组分核酸酶并使其激活,从而精确降解与siRNAs序列相同的mRNA,抑制该基因在细胞内的翻译表达。RNAi技术是近年来迅速发展起来的高效、特异、易操作的基因沉默技术。与反义寡核苷酸等传统方法相比,RNAi技术有着无可比拟的优势。本文就其近年的研究进展作一综述。     

piRNA——一种新型的小分子RNA

小分子RNA已成为全球生物学研究关注的热点之一.最近,在哺乳动物的生殖细胞中发现了一种新型的小分子RNA：piRNA,比以往发现的小分子RNA稍长些,大小在30个核苷酸左右,piRNA必须与哺乳动物的Piwi蛋白结合才能发挥作用.目前对piRNA的研究还处于初始阶段,但鉴于piRNA主要分布在包括人类等数种动物体睾丸的精原细胞内,科学家们推测这类小分子RNA可能与动物体内精子的发育和维持的功能相关.     

Small RNAs derived from snoRNAs

Small nucleolar RNAs (snoRNAs) guide RNA modification and are localized in nucleoli and Cajal bodies in eukaryotic cells. Components of the RNA silencing pathway associate with these structures, and two recent reports have revealed that a human and a protozoan snoRNA can be processed into miRNA-like RNAs. Here we show that small RNAs with evolutionary conservation of size and position are derived from the vast majority of snoRNA loci in animals (human, mouse, chicken, fruit fly), Arabidopsis, and fission yeast. In animals, sno-derived RNAs (sdRNAs) from H/ACA snoRNAs are predominantly 20–24 nucleotides (nt) in length and originate from the 3′ end. Those derived from C/D snoRNAs show a bimodal size distribution at ∼17–19 nt and >27 nt and predominantly originate from the 5′ end. SdRNAs are associated with AGO7 in Arabidopsis and Ago1 in fission yeast with characteristic 5′ nucleotide biases and show altered expression patterns in fly loquacious and Dicer-2 and mouse Dicer1 and Dgcr8 mutants. These findings indicate that there is interplay between the RNA silencing and snoRNA-mediated RNA processing systems, and that sdRNAs comprise a novel and ancient class of small RNAs in eukaryotes.     

Gene silencing in plants

The review considers the cytoplasmic silencing of viral RNAs by short RNAs and the silencing of endogenous mRNAs by specific short double-stranded microRNAs. The role of some cell factors such as Dicer, Argonaute, RNA-dependent RNA polymerase, RNA polymerase IV, and pectin methylesterase is described in detail. The role of viral proteins and nucleic acids in silencing suppression and possible biotechnological applications of this mechanism are discussed.     

Dicing and slicing: the core machinery of the RNA interference pathway

RNA interference (RNAi) is broadly defined as a gene silencing pathway that is triggered by double-stranded RNA (dsRNA). Many variations have been described on this theme. The dsRNA trigger can be supplied exogenously, as an experimental tool, or can derive from the genome in the form of microRNAs. Gene silencing can be the result of nucleolytic degradation of the mRNA, or by translational suppression. At the heart of the pathway are two ribonuclease machines. The ribonuclease III enzyme Dicer initiates the RNAi pathway by generating the active short interfering RNA trigger. Silencing is effected by the RNA-induced silencing complex and its RNaseH core enzyme Argonaute. This review describes the discovery of these machines and discusses future lines of work on this amazing biochemical pathway.     

RNA silencing in fungi: mechanisms and applications

Two RNA silencing-related phenomena, quelling and meiotic silencing by unpaired DNA (MSUD) have been identified in the fungus Neurospora crassa. Similar to the case with the siRNA and miRNA pathways in Drosophila, different sets of protein components including RNA-dependent RNA polymerase, argonaute and dicer, are used in the quelling and MSUD pathways. Orthologs of the RNA silencing components are found in most, but not all, fungal genomes currently available in the public databases, indicating that the majority of fungi possess the silencing machinery. Advantage and disadvantage of RNA silencing as a tool to explore gene function in fungi are discussed.     

RNA沉默与植物病毒

植物中RNA沉默（RNAsilencing)亦称为转录后基因沉默（PTGS）或共抑制,是植物抵抗外来核酸（转座子、转基因或病毒）入侵,并保护自身基因组完整性的一种防御机制。RNA沉默是近十年来发现的植物界中普遍存在的现象,已成为植物分子生物学领域的一个新的研究方向。对RNA沉默特点和机制的研究表明,植物病毒与（转基因）植物内发生的RNA沉默有着密切的联系,作者从病毒对RNA沉默的诱导、抑制、防御等方面,简述了RNA沉默与病毒的关系。并对病毒载体所诱导的RNA沉默在植物发育和基因组功能分析等方面的应用价值进行了讨论。