RNA沉默机制及其抗病毒应用

RNA沉默是发生在植物 (转录后基因沉默或共抑制 )、动物 (RNA干扰 )和真菌 (消除作用 )等真核生物细胞中的一种对外源遗传因子 (转座子、转基因或病毒 )的特异性和高效率的降解机制。随着对植物病毒分子遗传学认识的加深和对寄主防御系统研究的深入 ,发现了许多控制植物病毒病的方法 ,不过迄今为止最为成功的是通过RNA沉默机制获取抗病毒工程植株。在陈述了RNA沉默机制的研究最新进展基础上 ,提出了如何充分利用该机制进行植物抗病毒转基因研究。     

RNA干扰的抗病毒作用及其影响因素

自从在哺乳动物细胞中发现存在RNA干扰现象以来,RNA干扰技术也应用于抗病毒研究.通过多种形式诱发的RNA干扰对细胞中病毒的复制或病毒基因的表达都产生了有效的抑制,为病毒病的预防和治疗提供了新的途径.然而,一些因素制约着RNA干扰的潜在应用,如在RNA干扰压力下病毒逃逸株的出现,有的病毒可以编码RNA干扰抑制因子以及小干扰RNA的脱靶效应等.     

RNA干扰技术在水产动物抗病毒和抗寄生虫研究中的应用研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是由双链RNA介导的,抑制目标基因的表达,沉默靶基因的一种转录后基因沉默机制,并且在真核生物中广泛存在。近年来随着水产养殖业的发展壮大,水产动物疾病频繁爆发,给养殖户带来巨大的经济损失。目前,病毒、寄生虫等病原引起的水产动物疾病的致病机制还有待深入研究。RNA干扰技术的出现为水产动物疾病致病机制的研究提供了强有力的工具。主要对RNA干扰的发现、作用机制以及在水产动物抗病毒和抗寄生虫研究中的应用作以综述,并对未来RNAi技术在水产动物疾病防治中的研究和应用进行了展望,旨为水产动物疾病控制提供参考。     

双链RNA和植物对病毒的抗性

双链RNA能诱导转录后的基因沉默,是生物抵御病毒入侵、维持自身基因稳定的一种自我保护机制.把源自病毒的基因构建成反向重复结构转入植物体内,其转录出的RNA会通过分子内序列互补形成双链,将入侵病毒的同源序列降解,使转基因植株获得对病毒的高抗性.RNA干扰型抗病毒转基因植株中,转病毒基因的mRNA不存在或存在量很少,也不会翻译成有功能的病毒蛋白,因此不存在病毒RNA重组、异源包装及协生作用的潜在风险,具有较高的生物安全性.双链RNA抗病毒转基因正在成为一种高效、安全的植物抗病毒策略.     

植物抗病毒病育种策略

为了得到抗病毒的寄主植物,植物育种学家进行了许多有益研究,形成了许多行之有效的抗病毒病育种策略。利用植物本身对病毒侵染所具有的一些免疫功能及其本身的一些抗性基因来获得抗性;利用来源于病毒自身基因的一些抗病性策略(PDR),如利用病毒外壳蛋白基因,病毒复制酶基因,病毒移动蛋白基因,病毒卫星RNA和反义RNA等,植物也可以获得抗性。近年来对由转录后RNA沉默引起的由RNA介导的病毒抗性策略(RMVR)也进行了深入地研究。除了PDR和RMVR以外,还有一些导致植物抗病毒的策略,包括利用美国商陆的病毒抗性蛋白(PAP),2',5’-寡腺苷酸合成酶,“植物抗体”以及病毒蛋白多肽来获得病毒抗性等。     

RNA干扰与植物抗病毒

RNA干扰是多种生物体内由双链RNA介导的同源mRNA降解现象,是植物体内天然的抗病毒机制。然而病毒在长期进化过程中也获得了通过编码沉默抑制蛋白来对抗植物体RNAi系统的能力。本文对RNA干扰过程、病毒编码的沉默抑制蛋白及利用干扰技术进行抗病毒基因工程研究进行简要综述。     

抗病毒基因与哺乳动物抗感染育种研究进展

近年来,人们利用基因工程的原理和技术分离或合成了诸如干扰素、白介素等一类细胞因子的DNA或cDNA,这类物质在抗病毒感染及免疫调节等方面都具有重要的功能;同时,人们还发现了诸如反意RNA、Ribozyme等一类小分子RNA,它们在病毒的转录及复制过程中起着重要的调控作用。将这些DNA、cDNA或RNA导入体外培养细胞,转化细胞可以获得抗病毒功能。以显微注射为主要手段的转基因动物构建技术,可以有效地将这些外源目的基因导入动物受精卵,使其整合、表达,并于某些转基因动物体内产生相应的抗感染等生物学效应,从而使动物抗感染基因工程育种的设想成为可能。     

兰花抗病毒基因工程研究进展(综述)

兰花病毒病严重影响兰花产业的发展,研究和探索防治兰花病毒病的新技术、新途径已成为众多研究者普遍关注的焦点。本文综述目前抗兰花病毒研究中应用的各种抗病毒基因工程策略,包括病毒来源基因中的外壳蛋白基因和运动蛋白基因介导的抗性策略,RNA介导的抗病毒策略,植物自身的抗病毒基因介导的抗性策略,利用多基因介导的抗性策略,以及抗体基因介导的抗性策略等。最后对兰花抗病毒基因工程的发展及应用进行了展望。     

植物遗传工程

920268抗病毒植物的遗传工程〔英〕/Godoni,F一ZAreh.Virol一2990,115(i一2)一i~22〔译 自DBA,1991,10(9),91一05050] 讨论的主要内容包括:用于交叉保护的外壳蛋 白序列对植物的转化,表达病毒外壳蛋白的转基因植物的田间试验,抗病毒侵染的反义RNA技术,病毒卫星RNA在植物中的表达,ribozyme和锤头RNA机制,作为受体专性抗病毒荆的抗个体基因型的抗体;人干扰素基因在转基因植物中的克隆和表达。构建了抗下列病毒的转基因植物,烟草花叶病毒、首藉花叶病毒、烟草线条病毒、马铃薯X病毒、马铃薯Y病毒等。外壳蛋白介导的保护是最广泛采用的…     

RNA干扰技术在几项研究领域的应用

作为一项新的反向遗传学技术 ,RNA干扰技术正在越来越多地应用于包括鉴定基因功能、疾病治疗、植物病毒抗性研究在内的多项研究领域。在鉴定基因功能研究中 ,由于该技术的操作简便性 ,使得在基因组水平进行大范围的基因功能鉴定成为可能 ;而针对致病相关基因、致病病毒基因组进行RNA干扰 ,可以有效抑制病情恶化 ,有可能成为未来疾病治疗的重要手段 ;同时 ,将RNA干扰技术应用于植物抗病毒研究 ,为工程化植物抗病毒遗传育种提供了一个高效、特异的抗性获得手段。对RNA干扰技术在上述三个研究领域的应用作简要综述 ,并对应用过程中需注意的问题进行了探讨 。     

RNA 干扰技术抑制病毒复制的研究进展

RNA干扰是指dsRNA抑制细胞内同源基因表达的现象,RNA干扰现象自发现以来在短短的几年里,已成功地用于不同种属的生物研究。dsRNA不仅参与内源基因表达调控,而且能够抑制宿主内病原微生物基因的表达,参与构筑生物体的防御机制。近年来,运用RNAi技术在哺乳动物中的研究不断深入,尤其是抑制病毒复制的研究成果令人欣喜,这为人类动物抗病毒治疗提供了新的思路。     

RNAi在抗病毒防治领域的应用

RNAi是由双链RNA(dsRNA)所诱发的转录后水平上的基因沉默.由于对靶基因沉默作用的高度特异性和高效性,因此近年来用于肿瘤性疾病、感染性疾病、遗传性疾病等疾病的基因治疗研究,特别是在抗病毒领域的研究更是成为其应用热点之一.虽然目前RNAi已经较为广泛地应用于动物病毒及各种疾病病毒的基因治疗研究中,但其在应用过程中还有许多亟待解决的问题.本文就RNAi及其在抗病毒领域的应用研究和其存在的问题展开综述.     

RNA干涉在提高植物营养价值上的应用

RNA干涉(RNAi)是由具同源性的外源dsRNA引起的序列特异性转录后基因沉默现象,广泛存在于各种动、植物中。人类大多数疾病,像心脏病和癌症,都能够通过食用添加具有特殊营养成分养的饮食来预防。应用RNAi技术可为人和动物提高植物的营养价值。     

RNA interference against animal viruses: how morbilliviruses generate extended diversity to escape small interfering RNA control

Viruses are serious threats to human and animal health. Vaccines can prevent viral diseases, but few antiviral treatments are available to control evolving infections. Among new antiviral therapies, RNA interference (RNAi) has been the focus of intensive research. However, along with the development of efficient RNAi-based therapeutics comes the risk of emergence of resistant viruses. In this study, we challenged the in vitro propensity of a morbillivirus (peste des petits ruminants virus), a stable RNA virus, to escape the inhibition conferred by single or multiple small interfering RNAs (siRNAs) against conserved regions of the N gene. Except with the combination of three different siRNAs, the virus systematically escaped RNAi after 3 to 20 consecutive passages. The genetic modifications involved consisted of single or multiple point nucleotide mutations and a deletion of a stretch of six nucleotides, illustrating that this virus has an unusual genomic malleability.     

Screening efficient siRNAs in vitro as the candidate genes for chicken anti-avian influenza virus H5N1 breeding

The frequent disease outbreaks caused by avian influenza virus (AIV) not only affect the poultry industry but also pose a threat to human safety. To address the problem, RNA interference (RNAi) has recently been widely used as a potential antiviral approach. Transgenesis, in combination with RNAi to specifically inhibit AIV gene expression, has been proposed to make chickens resistant to avian influenza. For the transgenic breeding, screening the efficient siRNAs in vitro as the candidate genes is one of the most important tasks. Here, we combined an online search tool and a series of bioinformatics programs with a set of rules for designing the siRNAs targeting different mRNA regions of AIV H5N1 subtype. By this method we chose five rational siRNAs, constructed five U6 promoter-driven shRNA expression plasmids contained the siRNA genes, and used these to produce stably transfected Madin-Darby canine kidney (MDCK) cells. Data from virus titration, IFA, PUI-stained flow cytometry, real-time quantitative RT-PCR and DAS-ELISA analyses showed that all five stably transfected cell lines were effectively resistant to viral replication when exposed to 100 CCID50 of AIV, and we finally chose the most effective plasmids (pSi-604i and pSi-1597i) as the candidates for making the transgenic chickens. These findings provide baseline information for breeding transgenic chickens resistant to AIV in combination with RNAi.     

Silencing SARS-CoV Spike protein expression in cultured cells by RNA interference

The severe acute respiratory syndrome (SARS) has been one of the most epidemic diseases threatening human health all over the world. Based on clinical studies, SARS-CoV (the SARS-associated coronavirus), a novel coronavirus, is reported as the pathogen responsible for the disease. To date, no effective and specific therapeutic method can be used to treat patients suffering from SARS-CoV infection. RNA interference (RNAi) is a process by which the introduced small interfering RNA (siRNA) could cause the degradation of mRNA with identical sequence specificity. The RNAi methodology has been used as a tool to silence genes in cultured cells and in animals. Recently, this technique was employed in anti-virus infections in human immunodeficiency virus and hepatitis C/B virus. In this study, RNAi technology has been applied to explore the possibility for prevention of SARS-CoV infection. We constructed specific siRNAs targeting the S gene in SARS-CoV. We demonstrated that the siRNAs could effectively and specifically inhibit gene expression of Spike protein in SARS-CoV-infected cells. Our study provided evidence that RNAi could be a tool for inhibition of SARS-CoV.     

基于RNAi技术的转基因植物研究进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指由双链RNA（double-stranded RNA,dsRNA）诱发同源mRNA高效特异性降解的现象,在真核生物中普遍存在且进化保守。RNAi技术作为21世纪初的重大科学成就,目前被广泛应用于疾病防治、基因功能研究、植物改良育种等领域。RNAi技术常与转基因技术结合用于植物改良育种,通过不同的载体设计或作用途径来研发满足生产需要的农业生物技术产品。为了明确现阶段基于RNAi技术的转基因植物育种技术进展,综述了RNAi现象的发现和作用机制、转基因载体设计、小RNA（small RNA,sRNA）的递送方式等方面的研究进展,并阐述了基于RNAi技术的转基因植物的研究实例和商业化情况,以期为相关研究提供参考,从而发挥RNAi技术的最大应用价值,使之服务于新时代的农业发展。