miRNA，siRNA，saRNA与基因表达调控

近年来的研究发现,生物体内存在着大量的非编码RNA（non．codingRNAs,ncRNA）,它们在染色质修饰、基因转录、RNA剪接和mRNA翻译等多种水平上参与了基因表达的调控。ncRNA中的小分子RNA如miRNA能够识别特定的目标mRNA,通过与mRNAs3’非翻译区结合,影响mRNA转录及蛋白质翻译;siRNA是RNA干扰的引发物,能够导致与dsRNA同源的mRNA降解,进而抑制相应基因表达;saRNA是目前最新发现的一种靶向目的基因启动子区的在转录水平激活目的基因表达的dsRNA。miRNA、siRNA和saRNA在生成机制、作用途径等方面关系密切,既区别又相互联系,小分子RNA的研究将是今后分子生物学的研究热点之一。     

miRNA的研究进展

近来,人类发现了一些不同种类的小RNA分子,其中miRNA是人类新发现的一类小RNA,它在进化上具有保守性,在数量、序列、结构、表达和功能上具有多样性.目前,大约已发现了100多种miRNA,它们存在于不同的生物中,从四膜虫、线虫、植物、动物到人都已发现了不同的miRNA.miRNA的主要功能是调节内源基因表达,它在基因活动调控网络中扮演了重要的角色.miRNA与siRNA关系密切,它们既具有相似性,又具有差异性.小RNA分子研究将是今后分子生物学的研究热点之一.     

miRNA (microRNA)家族的研究进展

近年来 ,科学家在许多真核生物中发现了一类能时序调控发育进程 ,长度约为 2 1个核苷酸的小分子RNA ,并称其为miRNA (microRNA) .最近研究表明 ,它与早先在RNAi (RNAinterference)中发现的siRNA(smallinterferingRNA)具有很大的相关性 ,并在不同水平上参与了生物体内的遗传调控和基因重组等重要过程 .miRNA基因调控的特殊方式 ,高度的保守性 ,可能的加工机制以及它的发现所引发的讨论已引起人们的普遍关注     

siRNA, miRNA and HIV： promises and challenges

Small interfering RNA （siRNA） and microRNA （miRNA） are small RNAs of 18-25 nucleotides （nt） in length that play important roles in regulating gene expression. They are incorporated into an RNA-induced silencing complex （RISC） and serve as guides for silencing their corresponding target mRNAs based on complementary base-pairing. The promise of gene silencing has led many researchers to consider siRNA as an anti-viral tool. However, in long-term settings, many viruses appear to escape from this therapeutical strategy. An example of this may be seen in the case of human immunodeficiency virus type-1 （HIV-1） which is able to evade RNA silencing by either mutating the siRNA-targeted sequence or by encoding for a partial suppressor of RNAi （RNA interference）. On the other hand, because miRNA targeting does not require absolute complementarity of base-pairing, mutational escape by viruses from miRNA-specified silencing may be more difficult to achieve. In this review, we discuss stratagems used by various viruses to avoid the cells＇ antiviral si/mi-RNA defenses and notions of how viruses might control and regulate host cell genes by encoding viral miRNAs （vmiRNAs）.     

基因表达调控多面手——microRNA和siRNA的作用机制

miRNA(microRNA)是一类广泛存在于高等真核细胞中的长度约为21个碱基的小分子非编码RNA,参与调控三分之一以上基因的表达,并与多种人类疾病存在重要关联。而siRNA(small interfering RNA)是RNA干扰(RNA interference,RNAi)中的效应分子,其结构和作用机制与miRNA存在许多类似之处。由于miRNA和siRNA具有重要的生物学功能。因此,对它们作用机制的理解具有非常重要的理论意义和应用指导价值。该综述将对它们作用机制的研究进展做一总结和回顾。     

miRNA的生物形成及调控基因表达机制

微RNA(microRNA,miRNA)通过调节靶基因的表达水平影响细胞分化、增殖、凋亡等特性,在生物的生长发育和疾病发生发展中发挥重要的作用。将miRNA用于基因功能研究,药物靶点验证,基因治疗等领域有非常好的前景。揭示miRNA的生成和加工过程以及miRNA调节靶基因基因表达水平的作用机制对于阐述miRNA在生理病理过程中的作用有重要意义。因此,本文对miRNA的发生,成熟以及作用机制的研究进展作综述。     

植物miRNA的功能及其作用机制

miRNAs是真核生物中的一类5’端带磷酸基团、3’端带羟基、长度在22nt左右的内源性非编码调控RNAs。miRNAs在控制植物的发育、开花时序、新陈代谢、应激反应等方面起着重要的作用。已知植物miRNAs在转录后水平上抑制基因表达,主要是通过导致mRNA的裂解,对抑制目标转录物的翻译起作用。另外其也能在转录水平上通过决定目标染色体位点的甲基化而起作用。对植物miRNAs的功能及作用机制的研究现状做一综述。     

miRNA 的生物合成过程

MicroRNA (miRNA) 是一类真核生物内源性的小分子单链 RNA ,通常为 18 ～ 25 nt 长,能够通过与靶 mRNA 特异性的碱基配对引起靶 mRNA 的降解或者抑制其翻译,从而对基因进行转录后的表达调控 . 近几年来,在动物细胞和植物组织中,上百种 miRNA 被陆续发现 . 这些小分子调控 RNA 是从 60 ～ 200 nt 的具有发夹状结构的前体中被切割出来而成熟的,在动物细胞中, miRNA 基因的转录初产物 (pri-miRMA) 很快被一种核糖核酸酶Ⅲ Drosha 加工成为 miRNA 前体 (pre-miRNA) ,然后由细胞核转运至细胞质中,经另一种核糖核酸酶Ⅲ Dicer 识别剪切为成熟 miRNA. 对这一过程进行了简要的综述,并且对植物 miRNA 的成熟过程也进行了探讨 . 对 miRNA 的生物合成过程的深入了解,将有助于研究这一类起重要调控作用的 RNA 是如何行使功能的,从而进一步研究其在生长发育及各种疾病中所起的重要作用 .     

一种利用分泌型荧光素酶基因表达变化监测活细胞中miRNA活性的新方法

建立了一种以分泌型的荧光素酶Gluc为报告基因的miRNA传感器质粒(命名为Gsensor)监测活细胞中miRNA(microRNA)活性的方法。首先构建了pAAV2neo-Gluc-MCS-polyA质粒作为Gsensor的空载体,同时其中的MCS位点可供插入miRNA的靶序列。以miR142-3p为检测对象,将1个和3个拷贝的与miR142-3p完全互补靶序列分别插入pAAV2neo-Gluc-MCS-polyA中,构建成miR142-3p Gsensor和miR142-3p Gsensor-3。将它们分别转染至U937细胞中,检测培养上清中Gluc的表达水平。结果显示二者均可有效反映U937细胞中miR142-3p的抑制活性(分别与Gsensor空载体相比),提示Gsensor中采用一个拷贝的miRNA靶序列即可满足检测要求。并且miR142-3p Gsensor也能有效地反映出Anti-miR142对miR142-3p活性的抑制作用。随后,分析了时间、转染剂量对Gsensor检测结果的影响。结果表明,在U937细胞中miR142-3p Gsensor表现的miR142-3p活性在48h后趋于稳定;Gsensor转染剂量在0.001~0.05pg/cell范围内不影响其功能。最后,利用miR142-3p Gsensor检测了HEK293、U937、K562、SP2/0和P815细胞内miR142-3p活性,结果发现miR142-3p活性在U937、K562、SP2/0和P815细胞中均较高,而在HEK293中几乎没有活性。用QRT-PCR方法检测miR142-3p的相对拷贝数。结果表明,在HEK293、U937和K562细胞中,miR142-3p活性与其相对拷贝数呈正相关。本研究表明Gsensor可作为一种有效的miRNA活性检测工具,为体外实时动态监测miRNA活性提供了一种新方法。     

MiRNA:一种新的基因表达调节子

在动植物基因组中广泛存在一类非编码蛋白的RNA基因,产生长度大约为21～24个核苷酸的RNA,它们被命名为microRNA（miRNA）。 这是一类具有调节其他基因表达活性的小RNA。在生物的发育过程中发挥着重要作用。本文对这种基因表达调节途径的发现、机制功能及研究方法和现状作简要概述。 Abstract:Plant and animal genomes contain an abundance of small genes that produce RNAs of about 22 nucleotides in length, which was dubbed as microRNAs.These newly found endogenous RNAs may participate in a wide range of genetic regulatory pathways and play an important role in the development.This paper is focused on the finding of the microRNAs,its mechanism and function,as well as the methods of research.     

一类新的基因沉默小RNA-piRNA（piwi-interacting RNA）

piRNA是单链非编码小分子RNA,长度约26-31nt,大部分集中在29-30nt,5’端具有尿嘧啶偏向性（约86％）,能够与Argonaute蛋白家族中的Piwi亚家族蛋白相互结合而产生作用。piRNA的功能主要是维持基因组中转座子的正常沉默状态,以防止基因组中转座子爆发而引起相应基因的改变。piRNA与siRNA及miRNA均是近些年发现的非编码小RNA,它们均可通过一套相应的机制进行RNA干扰,在转录、转录后甚至翻译水平对靶基因及蛋白进行调节,它们之间既有联系又有区别。piRNA数据库的建立将对这类小分子RNA的研究有很大的促进作用。     

amiRNAi-实现高效稳定的特异基因沉默新方法

RNA干扰技术(RNA interference,RNAi)是实现基因沉默的有效工具。近年来,随着分子生物学与生物技术的快速发展,在RNAi基础上又发展出另一种特异性更高的基因沉默技术—amiRNAi (artificial microRNA interference)。amiRNAs是一类由内源miRNA前体生成的长21个核苷酸的人工小RNA分子,它能在不影响其他基因表达的情况下特异地介导单个或多个靶基因高效稳定沉默。与普通的RNAi相比,amiRNAi具有特异性高、稳定性强和沉默效应可预见等优点。因而amiRNAi可能成为基因功能分析的最有效工具之一,同时amiRNAi对于基因负调控研究和应用而言前景广阔。着重介绍了amiRNAi技术的原理、优势及其潜在的应用价值。     

干扰小RNA与微RNA

干扰小RNA（small interfering RNA;siRNA）和微RNA（microRNA;miRNA）是两种序列特异性地转录后基因表达的调节因子,它们的相关性密切,既具有相似性,又具有差异性。该文主要介绍这两种小RNA分子的产生、作用机制,以及两者之间的联系与区别。     

人源microRNA分子表达库的构建

microRNA(miRNA)是一类长度为22nt左右的单链非编码小RNA分子,通过与靶mRNA分子结合而沉默其表达.目前,虽然在多种生物中发现了大量的miRNA,但对它们的功能还知之甚少.为了深入研究miRNA的功能,构建了一个包括170多种人源miRNA表达载体的miRNA分子表达库,并对部分表达载体采用RNA印迹及双荧光素酶分析技术进行验证.实验证明:这些miRNA表达载体在HEK-293细胞内可以高水平表达miRNA前体和成熟的miRNA,并且能抑制含有相应靶位点的报告基因的表达.这些结果表明:该miRNA表达库可以表达功能miRNA,并可用于miRNA功能的筛选和研究.     

真核生物中的微小RNA及其功能研究进展

真核生物中存在两种主要的非编码RNA(non-coding RNA),在真核生物中发挥重要作用。一类为微小RNA(microRNA,miRNA),另一为小干扰RNA(siRNA)。miRNA大小为19～25nt,在体内与蛋白质形成核糖核蛋白复合体(miRNP),在真核基因的表达调控,生长发育中起重要作用。siRNA在RNA干扰(RNA地 interference,RNAi)途径中起定位特异mRNA的作用。miRNA与siRNA有联系也有区别。miRNA在真核生物中的调控机制具有保守性。     

特异性抑制伪狂犬病毒EP0基因表达的siRNA分子的合成与筛选

EP0基因是伪狂犬病毒(Pseudorabies virus, PRV)的早期基因,可能与病毒复制及潜伏感染等有关.为了筛选特异性抑制EP0基因表达的siRNA序列,本研究按照Ambion公司公布的siRNA分子设计原则,设计并合成了3个针对PRV Ea株EP0基因的siRNA模板EP04、EP08和EP12,分别克隆到以CMV启动子的siRNA表达载体pSilencer 4.1-CMV neo中,构建相应的重组表达质粒p4.1-EP04、p4.1-EP08和p4.1-EP12.同时,将EP0基因的编码区克隆到真核表达载体pEGFP-N3中,按照读码框架与EGFP基因的5'端融合,获得重组表达质粒pEP0-EGFP.将p4.1-EP04、p4.1-EP08、p4.1-EP12和阴性对照质粒p4.1-NK分别与pEP0-EGFP共转染IBRS-2细胞,荧光显微镜观察、流式细胞仪和半定量RT-PCR检测结果表明,三个siRNA分子均能不同程度地抑制EP0基因的表达,抑制效率从高到低依次为EP08、EP12和EP04;在进一步的病毒感染实验中也得到了与细胞转染模型一致的结论.这为深入研究EP0基因在PRV复制和潜伏感染中的作用奠定了基础.     

siRNA与miRNA在生物基因调控中的沉默机制比较

siRNA和miRNA的沉默机制是生物基因调控的重要手段之一. 小干扰RNA（small interfering RNA,siRNA）是RNA干扰的引发物,激发与之互补的目标mRNA沉默. 非编码RNA中的微小RNA（microRNA,miRNA）,能够识别特定的目标mRNA,通过与mRNAs的3′ 非翻译区结合,影响该目标蛋白的翻译水平. siRNA和miRNA的基因调控机制对生物学研究及疾病的病因和治疗等有直接影响. 本文主要对siRNAs和miRNAs的生物起源及沉默机制进行比较性论述：提出Dicers酶蛋白、Ago蛋白以及20 nt~25 nt的双链RNAs的 3类大分子是RNA沉默的特征结构,并进行了说明性论述|总结性叙述了siRNA和miRNA的2类小分子经典沉默机制,并提出其异同点. 最后,本文根据近期研究进展,对siRNA和miRNA的生物起源及沉默机制提出了新的疑问.