rna干扰技术是分子生物学技术吗（RNA干扰技术的发展）

导言

2016年的诺贝尔奖还有不到一个月的时间要揭晓。

如何在剩下的一个月不到的时间里成功地将自己伪装成「诺贝尔狂热分子」？

下面就随小编一起回顾下近十年诺贝尔生理学或医学奖的有趣故事吧。

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RNA interference is already being widely used in basic science as a method to study the function of genes and it may lead to novel therapies in the future.

RNA干扰在基础科学中的广泛应用，使其成为一项基因功能研究的新技术，甚至在未来能成为一种新型的疾病治疗办法。——瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖评审委员会

2006年诺贝尔生理学及医学奖获得者Craig C. Mello（左）和Andrew Fire（右）

什么是RNA干扰？

举个简单的栗子吧。

正常情况下，蛋白的产生过程大家也都知道，从DNA到RNA，再到蛋白质。

就像这样。

然而当RNA干扰的情况出现后。

从文字上来说RNA干扰就是

由双链RNA（siRNA或microRNA）诱发的基因沉默现象。

其机制就是导致同源的内源性mRNA发生降解，而使得蛋白表达受阻。也就是转录后的基因沉默。

RNA干扰现象的发现

早在1990年，就已经有科学家在植物中发现基因沉默的现象。

那时，这个研究小组原本是想得到颜色更深、更鲜艳的矮牵牛花。于是，他们就把一种叫「查尔酮合成酶」的基因，转进矮牵牛花当中。

查尔酮合成酶是一种在矮牵牛花中控制积累色素的蛋白，通常可以使花表现为粉色或者紫色。

然而让他们没想到的是，他们不但没得到颜色更深的矮牵牛，反而出现的竟是白色或者白紫色的。

这就很尴尬了。

当检测转基因花与正常花的查尔酮合成酶含量时，他们发现，转基因花的查尔酮合成酶浓度比正常的矮牵牛花低了约50倍。

他们推测，这个外源转入的基因同时抑制了植物中内源基因的表达。

谜团直至1998年才被破解。美国科学家梅洛（Craig C. Mello）和法尔（Andrew Fire）在线虫（C. elegans）中再次验证了基因沉默现象。

而他们的成就在于，当他们同时用正义RNA、反义RNA以及两种相互黏合形成的双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）分别注射入线虫体内时，他们发现原本作为对照加入的双链RNA的抑制基因表达程度，竟比只注射其中一种的程度要高，而且其抑制效果也绝非简单的相加结果。

他们证明了dsRNA能有效地把目标基因的表达活性降低。

当时，这一个有别于常理的发现也受到了不少质疑的声音，直至2001年科学家以约21个核苷酸长度的dsRNA处理下，证实在哺乳动物细胞中也可出现同样的现象时，质疑才得以平息。

2006年，法尔与梅洛两人由于在RNAi机制研究中的贡献，共享了当年的诺贝尔生理及医学奖。

RNA干扰的作用机制

简而言之就是。

双链RNA进入细胞内后，会被一种核酶切割成只有21-23nt的小分子RNA片段，即siRNA。

随后的siRNA与细胞质内的RNA诱导沉默复合体（RISC）结合，并解旋成单链。其中的正义链会被降解，剩下的反义链会引导RISC与相应互补的mRNA结合，致使RISC切断这段mRNA并使其降解，以导致其无法翻译出蛋白质。

RNA干扰的应用

• 基因功能的探索

在RNAi技术成熟之前，如果要进行反向遗传学的研究，只能借助于基因敲除，然而其技术难度高、操作复杂、周期长，使其难以成为一种便捷使用的手段。

如今随着siRNA表达文库构建方法的建立，RNAi技术已经可以方便进行高通量筛选，对阐明信号转导通路、发现新的药物作用靶点有重要意义。

• 医学与农业的应用

利用RNAi技术对类似于HIV、乙肝等病毒中与人类基因组无同源性的序列进行抑制，从而抑制病毒复制或作用受体，并同时避免对正常组织的毒副作用，是如今该技术的一个重要研究方向。相关的这些RNAi药物的研发已经陆续进入到临床试验。

RNAi在防治病虫害方面也有广泛的应用。在植物中转入特定种类害虫生长必需基因的RNAi载体，使害虫在摄取这些植物的枝叶时也同时摄入了siRNA，使得这些害虫无法继续生长生存。

最后

沉默是「金」。

我们相信RNAi技术必将在今后的科学研究和疾病治疗中继续大放异彩。

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