百度百科RNA干扰

RNA干扰

科技名词定义

中文名称：RNA干扰

英文名称：RNA interference;RNAi

定义1：与靶基因同源的双链RNA诱导的特异转录后基因沉默现象。其作用机制是双链RNA 被特异的核酸酶降解，产生干扰小RNA(siRNA)，这些siRNA与同源的靶RNA互补结合，特异性酶降解靶RNA，从而抑制、下调基因表达。已经发展成为基因治疗、基因结构功能研究的快速而有效的方法。

所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；核酸与基因（二级学科）

定义2：引起基因沉默的一种技术，将根据基因序列制备的双链RNA注入体内，可引起该基因编码的mRNA降解，从而抑制了该基因的功能。

所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞生物学技术（二级学科）

定义3：双链RNA有效地阻断靶基因表达的现象。

所属学科：遗传学（一级学科）；分子遗传学（二级学科）

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

百科名片

RNA干扰模式图

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA （double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。

目录

简介

发现

作用机制

特点

制备方法

应用

相关知识

简介

发现

作用机制

特点

制备方法

应用

相关知识

展开

编辑本段简介

近几年来RNAi研究取得了突破性进展，被《Science》杂志评为2001年的十大科学进展之一，并名列2002年十大科学进展之首。由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。

编辑本段发现

RNAi是在研究秀丽新小杆线虫（C. elegans）反义RNA（antisense RNA）的过程

RNAi实验图片

中发现的，由dsRNA介导的同源RNA降解过程。1995年，Guo等发现注射正义RNA（sense RNA）和反义RNA均能

有效并特异性地抑制秀丽新小杆线虫par-1基因的表达，该结果不能使用反义RNA技术的理论做出合理解释。直到1998年，Fire等证实Guo等发现的正义RNA抑制同源基因表达的现象是由于体外转录制备的RNA中污染了微量dsRNA而引发，并将这一现象命名为RNAi。

此后dsRNA介导的RNAi现象陆续发现于真菌、果蝇、拟南芥、锥虫、水螅、涡虫、斑马鱼等多种真核生物中，并逐渐证实植物中的转录后基因沉默（posttranscriptional gene silencing，PTGS）、共抑制（cosuppression）及RNA介导的病毒抗性、真菌的抑制（quelling）现象均属于RNAi在不同物种的表现形式。

1999年，Hamilton等首次在PTGS植株中发现了长度为25nt的RNA中间产物。2000年，Zamore和Hammond等使用体外培养的果蝇细胞进行研究发现，外源性dsRNA通过耗能过程降解成21-23nt的小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）引发RNAi。

2000年，Wianny和Svoboda等分别证实在小鼠胚胎细胞和卵母细胞中dsRNA 能引发RNAi效应。2001年，Elbashir等证实21nt的siRNA可在避免激活dsRNA 依赖的蛋白激酶(dsRNA-dependent protein kinase，PKR)和2',5'-寡聚腺苷酸合成酶(2',5'-oligoadenylate synthetase，2',5'-OAS)信号转导途径的同时，有效抑制人胚肾293细胞、Hela细胞等哺乳动物细胞中目的基因的表达。

2002年，Brummelkamp等首次使用小鼠H1启动子构建了小发卡RNA（small hairpin RNA，shRNA）表达载体pSUPER，并证实转染该载体可有效、特异性地剔除哺乳动物细胞内目的基因的表达，为利用RNAi技术进行基因治疗研究奠定了基础。

编辑本段作用机制

病毒基因、人工转入基因、转座子等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内，并利用宿主细胞进行转录时，常产生一些dsRNA。宿主细胞对这些dsRNA迅即产生反应，

作用机制

其胞质中的核酸内切酶Dicer将dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的小片段RNA（大约21～23 bp），即siRNA。siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，继之由反义siRNA再与体内一些酶(包括内切酶、外切酶、解旋酶等)结合形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-induced silencing complex，RISC)。RISC与外源性基因表达的mRNA的同源区进行特异性结合，RISC具有核酸酶的功能，在结合部位切割mRNA，切割位点即是与siRNA中反义链互补结合的两端。被切割后的断裂mRNA随即降解，从而诱发宿主细胞针对这些mRNA的降

解反应。siRNA不仅能引导RISC切割同源单链mRNA，而且可作为引物与靶RNA 结合并在RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase，RdRP)作用下合成更多新的dsRNA，新合成的dsRNA再由Dicer切割产生大量的次级siRNA，从而使RNAi 的作用进一步放大，最终将靶mRNA完全降解。

RNAi发生于除原核生物以外的所有真核生物细胞内。需要说明的是，由于dsRNA抑制基因表达具有潜在高效性，任何导致正常机体dsRNA形成的情况都会引起不需要的相应基因沉寂。所以正常机体内各种基因有效表达有一套严密防止dsRNA形成的机制。

怀特黑德生物医学研究所的本杰明·刘易斯等研究人员发现小RNA能通过阻断蛋白质合成的方式调控基因表达。他们借助一个计算模型来确定小RNA和对应的基因，发现了miRNA控制很大一部分生命功能的证据。

研究人员比较了人类和狗、鸡、鼠的基因组，对这几个物种共有的蛋白质合成基因与miRNA寻求对应关系。结果发现，尽管这几个物种在3.1亿年前就开始“分家”各自进化，但它们基因组中受miRNA调控的基因都占三分之一左右，而且这些基因在进化过程中都得以保存而未发生变化。刘易斯说，随着更多的基因组数据发布以及实验技术的进步，还可能发现更多的基因是由小RNA调控的。

RNAi具有的特征

①RNAi是转录后水平的基因沉默机制；

②RNAi具有很高的特异性，只降解与之序列相应的单个内源基因的mRNA；

③RNAi抑制基因表达具有很高的效率，表型可以达到缺失突变体表型的程度，而且相对很少量的dsRNA分子(数量远远少于内源mRNA的数量)就能完全抑制相应基因的表达，是以催化放大的方式进行的；

④RNAi抑制基因表达的效应可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点;

⑤d sRNA不得短于21个碱基，并且长链dsRNA也在细胞内被Dicer酶切割为21 bp左右的siRNA，并由siRNA来介导mRNA切割。而且大于30 bp的dsRNA 不能在哺乳动物中诱导特异的RNA干扰，而是细胞非特异性和全面的基因表达受抑和凋亡；

⑥ATP依赖性：在去除ATP的样品中RNA干扰现象降低或消失显示RNA干扰是一个ATP依赖的过程。可能是Diecer和RISC的酶切反应必须由ATP提供能量。

编辑本段特点

高效性：Elbashir等在研究中发现分别为25 nmol/L与100 nmol/L的起始双链RNA产生的结果是一样的，只是高浓度起始的更有效些。将双链RNA浓度降低到1.5 nmol/L时产生的基因沉默效果变化

不大，只有当浓度降低到0.05 nmol/L时，沉默的效果才消失。Holen等也证实1～100 nmol/L的双链RNA浓度对基因沉默的效果是一致的。这说明双链RNA介导的基因沉默效率是相当高的。

RNAi作用机制

需要ATP：Zamore等认为RNAi过程中至少有2个步骤需要能量的供给：一是长的双链RNA被 Dicer所酶切产生双链RNA；二是在双链RNA与RISC结合解链后形成有活性的RISC。

特异性：Elbashir等和Brummel kamp等发现在21～23个碱基对中有1～2个碱基错配会大大降低对靶mRNA的降解效果。

位置效应：Holen等根据人TF(tissue factor)不同的位置各合成了4组双链RNA来检测不同位置的双链RNA对基因沉默效率的影响。在不同浓度和不同类型的细胞中，hTF167i和hTF372i能够抑制85％～90％的基因活性，hTF562i只能抑制部分基因活性，而hTF478i则几乎没有抑制基因的活性。他们还以hTF167为中心依次相差3个碱基对在其左右各合成了几组双链RNA，有趣的是它们所能抑制该基因活性的能力以hTF167为中心依次递减。特别是hTF158i和 hTF161i 只与hTF167i相距9个和6个碱基，但它们几乎没有抑制该基因活性的能力。结果还表明双链RNA对mRNA的结合部位有碱基偏好性，相对而言，GC含量较低的mRNA被沉默效果较好。

竞争效应：Hoten等将10 nmol/L和30 nmol/L的hTF167i相比，两者的沉默基因效果无差异，但将20 nmol/L基因抑制效果很差的PSK314i和10 nmol/L 的hTF167i相混和后，hTF167i产生的抑制效果明显降低。

可传播性：在线虫中，双链RNA可以从起始位置传播到远的地方，甚至于全身。Feinberg 和Hunter在线虫细胞膜上发现一种跨膜蛋白SID1，它可以将双链RNA转运出细胞，因此系统性的RNAi包括了SID1介导的双链 RNA在细胞间的运输。但在果蝇上并未发现有此基因的同源物，因此在果蝇上通过注射产生的RNAi不能扩散。

编辑本段制备方法

化学合成

许多国外公司都可以根据用户要求提供高质量的化学合成siRNA。主要的缺点包括价格高，定制周期长，特别是有特殊需求的。由于价格比其他方法高，为

一个基因合成3—4对siRNAs 的成本就更高了，比较常见的做法是用其他方法筛选出最有效的序列再进行化学合成。

最适用于：已经找到最有效的siRNA的情况下，需要大量siRNA进行研究不适用于：筛选siRNA等长时间的研究，主要原因是价格因素

体外转录

以DNA Oligo为模版，通过体外转录合成siRNAs，成本相对化学合成法而言比较低，而且能够比化学合成法更快的得到siRNAs。不足之处是实验的规模受到限制，虽然一次体外转录合成能提供足够做数百次转染的siRNAs，但是反应规模和量始终有一定的限制。而且和化学合成相比，还是需要占用研究人员相当的时间。值得一提的是体外转录得到的siRNAs毒性小，稳定性好，效率高，只需要化学合成的siRNA量的1/10就可以达到化学合成siRNA所能达到的效果，从而使转染效率更高。

最适用于：筛选siRNAs，特别是需要制备多种siRNAs，化学合成的价格成为障碍时。

不适用于：实验需要大量的，一个特定的siRNA。长期研究。

用RNase III 消化长片断双链RNA制备siRNA

其他制备siRNA的方法的缺陷是需要设计和检验多个siRNA序列以便找到一个有效的siRNA。而用这种方法——制备一份混合有各种siRNAs “混合鸡尾酒” 就可以避免这个缺陷。选择通常是200—1000碱基的靶mRNA模版，用体外转录的方法制备长片断双链dsRNA ，然后用RNase III (or Dicer) 在体外消化，得到一种siRNAs“混合鸡尾酒”。在除掉没有被消化的dsRNA后，这个siRNA混合物就可以直接转染细胞，方法和单一的siRNA转染一样。由于siRNA混合物中有许多不同的siRNAs，通常能够保证目的基因被有效地抑制。

dsRNA消化法的主要优点在于可以跳过检测和筛选有效siRNA序列的步骤，为研究人员节省时间和金钱（注意：通常用RNAse III通常比用Dicer要便宜）。不过这种方法的缺点也很明显，就是有可能引发非特异的基因沉默，特别是同源或者是密切相关的基因。现在多数的研究显示这种情况通常不会造成影响。

最适用于：快速而经济地研究某个基因功能缺失的表型

不适用于：长时间的研究项目，或者是需要一个特定的siRNA进行研究，特别是基因治疗

体内表达

前面的3种方法主要都是体外制备siRNAs，并且需要专门的RNA转染试剂将siRNAs转到细胞内。而采用siRNA表达载体和基于PCR的表达框架则属于：从转染到细胞的DNA模版中在体内转录得到siRNAs。这两种方法的优点在于不需要直接操作RNA。

siRNA表达载体

多数的siRNA表达载体依赖三种RNA聚合酶III启动子(pol III)中的一种，操纵一段小的发夹RNA(short hairpin RNA, shRNA)在哺乳动物细胞中的表达。这三类启动子包括大家熟悉的人源和鼠源的U6启动子和人H1启动子。之所以采用RNA pol III启动子是由于它可以在哺乳动物细胞中表达更多的小分子RNA，而且它是通过添加一串（3到6个）U来终止转录的。要使用这类载体，需要订购2段编码短发夹RNA序列的DNA单链，退火，克隆到相应载体的pol III 启动子下游。由于涉及到克隆，这个过程需要几周甚至数月的时间，同时也需要经过测序以保证克隆的序列是正确的。

siRNA表达载体的优点在于可以进行较长期研究——带有抗生素标记的载

体可以在细胞中持续抑制靶基因的表达，持续数星期甚至更久。

病毒载体也可用于siRNA表达，其优势在于可以直接高效率感染细胞进行基因沉默的研究，避免由于质粒转染效率低而带来的种种不便,而且转染效果更加稳定。

最适用于：已知一个有效的siRNA序列，需要维持较长时间的基因沉默。

不适用于：筛选siRNA序列（其实主要是指需要多个克隆和测序等较为费时、繁琐的工作）。

siRNA表达框架

siRNA表达框架(siRNA expression cassettes，SECs)是一种由PCR得到的siRNA表达模版，包括一个RNA pol III启动子，一段发夹结构siRNA，一个RNA pol III终止位点，能够直接导入细胞进行表达而无需事前克隆到载体中。和siRNA表达载体不同的是，SECs不需要载体克隆、测序等颇为费时的步骤，可以直接由PCR得到，不用一天的时间。因此，SECs成为筛选siRNA的最有效工具，甚至可以用来筛选在特定的研究体系中启动子和siRNA的最适搭配。如果在PCR 两端添加酶切位点，那么通过SECs筛选出的最有效的siRNA后，可以直接克隆到载体中构建siRNA表达载体。构建好的载体可以用于稳定表达siRNA和长效抑制的研究。

这个方法的主要缺点是①PCR产物很难转染到细胞中（晶赛公司的Protocol 可以解决这一问题）②不能进行序列测定，PCR和DNA合成时可能差生的误读不能被发现导致结果不理想。

最适用于：筛选siRNA序列，在克隆到载体前筛选最佳启动子

不适用于：长期抑制研究。（如果克隆到载体后就可以了）

编辑本段应用

RNAi在探索基因功能中的应用

人类基因组计划的完成标志着后基因组时代的来临。阐明人类基因组中功能基因表达产物的生物学作用对医学发展有着深远意义。在RNAi技术出现以前，基因敲除（gene knockout）是主要的反向遗传学（reverse genetics）研究手段，但其技术难度较高、操作复杂、周期长。由于RNAi技术可以利用siRNA或siRNA表达载体快速、经济、简便的以序列特异方式剔除目的基因表达，所以现在已经成为探索基因功能的重要研究手段。同时siRNA表达文库构建方法的建立，使得利用RNAi技术进行高通量筛选成为可能，对阐明信号转导通路、发现新的药物作用靶点有重要意义。

RNAi在基因治疗领域中的应用

RNAi作为一种高效的序列特异性基因剔除技术在传染性疾病和恶性肿瘤基因治疗领域发展极为迅速。在利用RNAi技术对HIV-1、乙型肝炎、丙型肝炎等进行基因治疗研究中发现，选择病毒基因组中与人类基因组无同源性的序列作为抑制序列可在抑制病毒复制的同时避免对正常组织的毒副作用。同时将抑制序列选择在特定的位点，可对部分有明确基因突变的恶性肿瘤细胞如含有BCL/ABL

或AML1/MTG8融合基因的白血病细胞产生凋亡诱导作用。此外尚可通过使用肿瘤特异性启动子如hTERT启动子、survivin启动子或组织特异性启动子如酪氨酸酶启动子、骨钙素启动子引导针对某些癌基因或抗凋亡分子的siRNA或shRNA

表达，从而达到特异性杀伤肿瘤细胞的目的。

RNAi在整形外科领域的应用前景

已证实N-Ras或BRAF的激活型突变是引发黑素瘤的主要病因，其中66%的病例为BRAF激酶作用域突变。而约80%的BRAF突变病例是因胸腺嘧啶突变为腺嘌呤造成第599位的缬氨酸突变为谷氨酸所致。使用RNAi技术剔除黑素瘤细胞的BRAF表达，不仅抑制了肿瘤细胞生长，而且减弱了其侵袭能力，为黑素瘤基因治疗奠定了基础。

最近研究表明趋化因子受体CXCR4是乳腺癌转移的重要调节因素，其配体CXCL12可趋化肿瘤细胞并调节其增生和侵袭特性。使用RNAi干扰技术剔除CXCR4证实该分子为原位移植肿瘤生长和转移所必需。此外，剔除BCRP表达可以逆转其介导的肿瘤耐药。

瘢痕疙瘩是一种较为难治的疾病，目前尚无有确切疗效的治疗方法。使用特异性siRNA剔除TGF-βII型受体表达可以抑制角膜成纤维细胞表达纤维粘连蛋白并降低其迁移能力。剔除CTGF表达可使皮肤成纤维细胞内I型和III型前胶原蛋白、碱性成纤维细胞生长因子、组织金属蛋白酶抑制因子（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP）-1，TIMP-2和TIMP-3等基因表达水平降低。这些结果提示TGF-β信号转导通路和CTGF均可能是瘢痕疙瘩治疗的潜在靶点。

病毒性疾病的治疗

加州大学洛杉矶分校和加州理工学院的研究人员开发出使用RNAi技术来阻止艾滋病病毒进入人体细胞。这个研究小组设计合成的lenti病毒载体引入siRNA，激发RNAi使其抑制了HIV-1的coreceptor-CCR5进入人体外周Ｔ淋巴细胞，而不影响另一种HIV-1主要的coreceptor-CCR4，从而使以lenti病毒载体为媒介引导siRNA进入细胞内产生了免疫应答，由此治疗HIV-1和其他病毒感染性疾病的可行性大大增加。RNAi还可应用于其它病毒感染如脊髓灰质炎病毒等，siRNA已证实介导人类细胞的细胞间抗病毒免疫，用siRNA对Magi细胞进行预处理可使其对病毒的抵抗能力增强。在最近全世界约30个国家和地区散发或流行的严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)的防治研究中，RNAi也受到了重视。siRNA在感染的早期阶段能有效地抑制病毒的复制，病毒感染能被针对病毒基因和相关宿主基因的siRNA所阻断，这些结果提示RNAi 能胜任许多病毒的基因治疗，RNAi将成为一种有效的抗病毒治疗手段。这对于许多严重的动物传染病的防治具有十分重大的意义。

遗传性疾病的治疗

美国西北大学的Carthew R W和日本基因研究所的Ishizuka A等人发现RNAi 同脆性Ｘ染色体综合征（与FMR-1基因异常有关的导致智力低下的染色体病）之间的关系密切，揭示了与RNAi相关机制的缺陷可能导致人类疾病的病理机制。遗传性疾病的RNAi治疗成为当今研究RNAi的又一大热点。

肿瘤病的治疗

肿瘤是多个基因相互作用的基因网络调控的结果，传统技术诱发的单一癌基因的阻断不可能完全抑制或逆转肿瘤的生长，而RNAi可以利用同一基因家族的多个基因具有一段同源性很高的保守序列这一特性，设计针对这一区段序列的dsRNA分子，只注射一种dsRNA即可以产生多个基因同时剔除的表现，也可以同时注射多种dsRNA而将多个序列不相关的基因同时剔除。Maen等应用RNAi技术成功地阻断了MCF7乳腺癌细胞中一种异常表达的与细胞增殖分化相关的核转录因子基因Sp1的功能。

在植物学中的应用

Napoli等将1个查尔酮合成酶基因(chs)置于1个强启动子后导人矮牵牛(Petunia hybrida)，试图加深花朵的紫颜色。结果部分花的颜色并非期待中的深紫色，而是形成了花斑状甚至白色，而且这种性状可以遗传。因为导入的基因和其同源的内源基因同时都被抑制，他们将这种现象命名为共抑制

(co-suppression)。类似的结果同样在真菌脉胞菌(Neurospora crassa)中和其它转基因植物中存在。对于部分转基因植物来说，基因沉默可能是因为特异基因的甲基化而导致，这被称为转录水平基因沉默。但确实部分植物中的基因沉默是在转录后发生的，这被称为转录后基因沉默。实验表明在发生PTGS的个体中同源转录确实存在，但是很快在胞浆中被降解，没有积聚。Palauqui等进一步证

实，在植物中将出现转基因沉默的植株嫁接到另一没有基因沉默的转基因植株中同样可以导致PTGS，但对非转基因植株却无效。 Cogoni等证实PTGS由一种可扩散的反式作用分子所介导。

编辑本段相关知识

Argonaute (AGO)：一类庞大的蛋白质家族，是组成RISCs复合物的

RNAi实验流程

主要成员。AGO蛋白质主要包含两个结构域：PAZ和PIWI两个结构域，但具体功能现在尚不清楚。最近的研究表明，PAZ结构

域结合到siRNA 的3’的二核苷酸突出端；一些AGO蛋白质的PIWI结构域赋予slicer以内切酶的活性。PAZ和PIWI两个结构域，对于siRNA和目标mRNA 相互作用，从而导致目标mRNA的切割或者翻译抑制过程，是必不可少的。同时，不同的AGO蛋白质有着不同的生物学功能。例如，在人当中，AGO2“筹划”了RISCs对于目标mRNA的切割过程；而AGO1 和AGO3则不具备这个功能。

Core RISC：是介导目标mRNA切割过程或者翻译抑制的最小的RNA-蛋白质复合物。在人和果蝇身上发现的分子量少于200kDa的RISCs可能就是core RISC 的重要代表。AGO蛋白质和Core RISC密切相关。

Dicer (DCR)：是RNAase Ⅲ家族中的一员，主要切割dsRNA或者茎环结构的RNA前体成为小RNAs分子。对应地，我们将这种小RNAs分子命名为siRNAs 和miRNA。Dicer有着较多的结构域，最先在果蝇中发现，并且在不同的生物体上表现出很高的保守性。

Holo RISC：是在果蝇中发现的有着RISC活性的最大的RNA-蛋白质复合物（80S）。Holo RISC的生物学活性牵涉到几乎所有的RISC的成员，RLC成员，和一些其他通路上的蛋白质分子。Holo RISC的存在，表明了RISC组装不是孤立的，同时还是一个有序的过程。以RISC为中心的RNAi和miRNA通路与一些其他的通路密切联系，很可能借此调控生物体的生长发育过程。

Microprocessor：一种核内的复合物，主要由Drosha和Pasha两者组成，在miRNA的生物合成中促使原始的miRNA成为miRNA前体。

MicroRNA (miRNA)：是含有茎环结构的miRNA前体，经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子（~21-23个核苷酸）。MiRNA，以及miRISCs（RNA-蛋

白质复合物）在动物和植物中广泛表达。因之具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能，miRNA被认为在调控发育过程中有重要作用。

RISC loading complex (RLC)：是一种促使RISC形成的复合物。RLC有方向性地调节小RNA双螺旋，为以后的RISC组装作好铺垫。最近，siRISC loading complexes （siRLCs）在果蝇中研究最多。有研究者认为在果蝇中的siRLCs包含DCR2-R2D2异型二聚体和siRNA双螺旋；R2D2部分是非对称性的感受器，为RISC组装调整好siRNA的方向。miRISC loading complexes （miRISCs）的研究尚未报导，因为它的过程更为复杂，而且体外研究miRLCs的方法还没有建立。

RNA-induced initiation of transcriptional gene silencing (RITS)：是一种组织染色质变型的复合物。RITS复合物也包含Dicer加工形成的siRNA 和AGO蛋白质，通过结合到异染色质的基因池上来促使异染色质上基因的沉默。

RNA-induced silencing complex (RISC)：一种RNA-蛋白质复合物，通过与目标mRNA完全或者部分的互补配对来实施切割或者翻译抑制功能。SiRNA组装siRISC，miRNA组装miRISC。RISCs（无论siRISC还是miRISC）包括两种类型：切割型和不切割型。现在的研究表明，RISC当中的AGO蛋白质决定了RISC 是切割型的还是不切割型的。

Slicer：在切割型RISC中的内切酶的另外一种表述方法。

Small interfering RNA (siRNA)：是一种小RNA分子（~21-25核苷酸），由Dicer（RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶）加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默。

RNA干扰(RNA interference, RNAi)

RNA干扰(RNA interference，RNAi)是近年来发现的研究生物体基因表达、调控与功能的一项崭新技术，它利用了由小干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)引起的生物细胞内同源基因的特异性沉默(silencing)现象，其本质是siRNA与对应的mRNA特异结合、降解，从而阻止mRNA的翻译。RNAi是生物进化的结果，是生物体对病毒基因等外源核酸侵入的一种保护性反应。它普遍存在于各种生物，具有抗病毒、稳定转座子及监控异常表达ｍRNA 的生物学功能。RNA干扰现象不仅能提供一种经济、快捷、高效的抑制基因表达的技术手段，而且有可能在基因功能测定，基因治疗等方面开辟一条新思路。 1 RNAi的历史背景 20世纪20年代，人们发现，植物受到野生型病毒感染后，能产生对另一种亲缘关系相近的病毒的抵抗力。而真正发现双链RNA(dsRNA)能引起基因沉默现象，则在1995年。当时，Guo和Kemphues用反义RNA技术阻断秀丽新小杆线虫(C.elegans)中parl基因的表达时发现反义RNA具有抑制该基因表达的功能，同时正义RNA也同样出现了类似的抑制效应，实验表明正义RNA和反义RNA均能阻抑基因功能表达，而且两者的作用是相互独立的，机制也各不相同。1998年，Fire和Mello等人首次发现dsRNA能够特异地抑制C.elegans中的纹状肌细胞unc-22基因的表达，结果发现dsRNA所引起的基因沉默效应要比单单应用反义RNA或正义RNA强十几倍。而且注射入C.elegans的性腺后，在其第一子代中也诱导出了同样基因的抑制现象，说明在原核生物中，RNAi具有可遗传性。他们将这一现象称为RNAi。因为RNAi作用发生在转录后水平，所以又被称为转录后基因沉默(PTGS)或共抑制。 此后，又在果蝇、锥虫、涡虫、无脊椎动物、脊椎动物、植物、真菌、斑马鱼及哺乳动物等真核生物中发现了RNAi现象。不同领域中的发现促使人们思考它们之间的可能联系。RNAi 在果蝇中得到证实的同时，发现转座子翻转移位可启动RNAi，而转座子翻转移位所造成的同源基因沉默很似植物中的共抑制；在线饱霉实验中，发现PTGS过程中所必须的蛋白QDE1与RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)同源，提示PTGS过程中可能涉及到RNA复制及调节作用。同样在植物韧皮部注射dsRNA可遍及扩散到整个植株体产生RNAi；更有趣的是，把线虫浸润到含有dsRNA液体中或喂养表达dsRNA的工程菌也可以诱发RNAi。这种存在揭示了RNAi很可能是出现于生命进化的早期阶段。随着研究的不断深入，RNAi的机制正在被逐步阐明，而同时作为功能基因组研究领域中的有力工具，RNAi也越来越为人们所重视。 2 RNAi的作用机理 目前对RNAi的作用机理尚不清楚，RNAi是由dsRNA诱导的多步骤、多因素参与的过程，属于基因转录后调控，其中需要ATP的参与。通常认为dsRNA由核酸内切酶(RNA se Ⅲ)切割成21～23bp的siRNA (在果蝇RNA se Ⅲ被称为dicer)，siRNA再与体内一些酶(包括内切酶、外切酶、螺旋酶)结合形成RNA诱导的沉默复合物RISC，然后RISC再特异性地与ｍRNA的同源区结合，通过酶的作用使ｍRNA降解，而产生基因沉默。靶ｍRNA被破坏后，RISC还可以再作用于其它靶分子。siRNA还具有低分子质量、低浓度、沉默信号可在细胞间传递甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点。而大于30bp的dsRNA可引起机体非特异性干扰素样反应和蛋白激酶(PKP)的激活而使其被降解，从而大大减少了其对ｍRNA的抑制作用。 3 RNAi的特点 RNAi被美国科学杂志评为2001年十大科技突破之一，科学家对RNA干扰现象之所以表现出极大关注在于RNA干扰在基因功能和相关方面的研究中具有许多传统方法无法比拟的特点和优势。RNAi有7个重要特征

RNA干扰机制

RNA干扰机制 RNA干扰（RNA interference，简称RNAi）是一种通过特定的 RNA分子介导基因沉默的生物学过程。它在基因调控和抗病防御等方 面起着重要作用。本文将介绍RNA干扰机制的基本原理和应用。 一、RNA干扰的基本原理 RNA干扰最初是在植物领域被发现的，后来又在多种生物中得到确认。RNA干扰通过使用双链RNA（dsRNA）或者小干扰RNA（siRNA）来介导基因的沉默。 在细胞中，dsRNA或siRNA被酶切成更短的小颗粒，称为RNA诱 导沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RISC）。其中的一个RNA链成为主导链，另一条链被降解。主导链与目标mRNA相互匹配，导致目标mRNA被RISC切割或者翻译抑制，从而使基因沉默。 二、RNA干扰机制的调控 RNA干扰机制在细胞中受到多个因素的调控。其中，调控最为重要的是Dicer和Ago蛋白。 Dicer是RNA干扰机制的核心酶，能够将长的dsRNA或者特定的 发夹结构的RNA切割成21-23个核苷酸的siRNA。这些siRNA片段被 导入到RISC中形成活性复合物。

Ago蛋白则是RNA干扰过程中的另一个重要组成部分。它能够与siRNA结合，从而诱导RISC对目标mRNA进行降解或者抑制翻译。Ago蛋白在RNA干扰机制中发挥着关键的作用。 除了Dicer和Ago蛋白外，RNA干扰还受到其他多种蛋白质的调控，比如辅助因子和修饰酶等。这些蛋白质的协同作用使RNA干扰机制更 加精确和高效。 三、RNA干扰的生物学功能 RNA干扰在生物学中具有多种功能。首先，它参与了基因调控过程。通过特异性地沉默特定基因的表达，RNA干扰在细胞中调节了基因的 表达水平。 其次，RNA干扰在抗病防御中发挥作用。生物体在感染病毒或者其他病原体时，会通过RNA干扰机制来抵御侵袭。病毒或者外源性 RNA会触发细胞产生siRNA，从而引发RNA干扰反应，最终抑制病 毒复制。 此外，RNA干扰还与发育调控、维持基因组稳定性以及染色体重塑等过程相关。 四、RNA干扰的应用 RNA干扰的研究与应用在医药领域具有重要意义。通过RNA干扰 可以实现基因的特异性沉默，从而为疾病治疗提供新的思路和方法。 例如，RNA干扰被用于研究基因功能，通过沉默特定的基因，可以研究其对生物体的影响和作用机制。

RNA干扰的基础和应用

RNA干扰的基础和应用 RNA干扰（RNA interference，简称RNAi）是一种通过介导mRNA分解的生物学现象。RNAi从20世纪90年代开始被发现，而cosuppression和PTGS则是在植物和线虫中最早被发现的RNAi现象。RNA干扰在细胞、动物和植物中普遍存在，广泛参与多种生物学过程，如基因表达调控、病毒防御等。本文将系统阐述RNA干扰的基础、调控机制和应用。 一、RNA干扰基础 RNA干扰主要是指由RNA介导的一种基因静默机制。RNA干扰基本流程如下图所示： [图1] 首先，在RNA干扰反应中，一类小RNA分子命名为siRNA（小干扰RNA）或miRNA（microRNA，微小RNA）是RNA干扰的关键介质。 小RNA是短链非编码RNA，在细胞内广泛存在。他们通过一组复杂的蛋白质复合体，与同源mRNA发生序列互补匹配（完全互补或部分互补）并降解它们。siRNA和miRNA的分子大小分别为21-22 nt和18-24 nt，且都能通过相同的介导机制阻断RNA表达或降解mRNA分子。 siRNA和miRNA的产生及介导机制有所不同。siRNA是由异源RNA引发的RNA分子，通过切割二级RNA产生。miRNA是由内含子和非编码RNA带产生的RNA分子。预miRNA的长链RNA在细胞核内转录生成，由核内蛋白质Drosha切割生成50-70条的前体miRNA。后续，前體miRNA分子被外泌小体进一步分裂成miRNA/diG或miRNA/miRd，它们可以通过Dicer蛋白复合物及ARGONAUTE含有RNA识别结构域的产物降解mRNA分子。 二、RNAi的调控机制

rna干扰的原理及其应用

RNA干扰的原理及其应用 简介 RNA干扰（RNA interference，简称RNAi）是一种由非编码RNA介导的基因沉默机制，通过在转录后水平调节基因表达。RNAi在细胞内起着重要的生物学作用，并且已经广泛应用于基因功能研究、病原体控制和治疗等领域。本文将介绍RNA干扰的原理及其在不同领域中的应用。 RNA干扰的原理 RNA干扰主要涉及到以下几个关键步骤： 1.siRNA的合成和处理： siRNA（small interfering RNA）是RNA干扰 的关键组成部分，通常由双链RNA分子组成，长度约为20-25个核苷酸。 siRNA可以通过化学合成或基因表达得到，并且需要被细胞内的酶切成成熟的20-25个碱基的RNA分子。 2.RISC复合物形成：成熟的siRNA与RNA识别复合物（RNA-induced silencing complex，简称RISC）结合，形成RISC复合物。RISC复合物中的Argonaute蛋白能够识别并结合到靶向RNA上。 3.靶向RNA的结合和降解： RISC复合物中的Argonaute蛋白通过碱 基互补配对，与靶向RNA上的互补序列结合。这种结合会引导底物RNA的降解，从而实现基因的沉默和调节。 RNA干扰的应用 基因功能研究 RNA干扰已经成为研究基因功能的重要工具之一。通过设计和合成特定的siRNA，可以将目标基因进行针对性地沉默，从而观察该基因敲除后的影响。这种方法被广泛应用于细胞和动物模型中的基因功能研究。通过RNA干扰技术，我们可以揭示基因的生物学功能、信号通路以及与疾病相关的作用。 病原体控制 RNA干扰还可以应用于病原体的控制和治疗。病毒感染是许多疾病的主要原因之一，而RNA干扰可以通过特异性地沉默病毒基因组的转录和复制来抑制病毒感染。同时，RNA干扰还可以通过沉默细菌或寄生虫等病原体的特定基因，来控制其传播和致病能力。

RNA干扰及其应用

RNA干扰及其应用 RNA干扰（RNA interference，简称RNAi）是一种革命性的生物学 技术，通过沉默、抑制特定基因的表达，从而实现基因功能研究和治 疗疾病的目的。本文将详细介绍RNA干扰的原理、机制以及在基因研 究和治疗领域的应用。 一、RNA干扰的原理和机制 RNA干扰是由双链RNA（dsRNA）介导的过程，在哺乳动物中主 要是由小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）实现。RNA干扰 机制可以分为两个主要步骤：siRNA的产生和siRNA导致的基因沉默。 1. siRNA的产生 siRNA的产生可以通过两种方式实现：外源性siRNA和内源性siRNA。外源性siRNA是在实验室合成的siRNA分子，通过转染或注 射进入细胞。内源性siRNA则是由细胞内的酶系将长的双链RNA（如 长发夹RNA，long-hairpin RNA，lhRNA）切割成小片段的siRNA。 2. siRNA导致的基因沉默 在siRNA产生后，其中一条链将与RNA诱导沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RISC）结合，形成活性RISC。活性RISC 随后与mRNA靶标互作，导致mRNA的降解或翻译抑制，从而实现对 靶基因的沉默。 二、RNA干扰在基因研究领域的应用

RNA干扰技术广泛应用于研究基因的功能和调控机制。以下介绍RNA干扰在基因研究领域的几个重要应用。 1. 基因敲除 通过合成siRNA或使用干扰RNA表达载体，可以选择性地抑制特 定基因的表达，从而实现对基因的敲除。这种方法可以帮助研究人员 了解基因在生物发育、疾病发生等过程中的功能和作用机制。 2. 基因沉默 通过RNA干扰技术，可以靶向性地抑制特定基因的表达，从而研 究该基因的功能和相关信号传导途径。例如，研究人员可以选择性地 靶向沉默癌细胞中的肿瘤相关基因，探索肿瘤发生和发展的机制。 3. 基因表达调控 利用RNA干扰技术，可以通过沉默或激活调控基因的表达。例如，通过敲除或过表达转录因子的方式，可以实现对细胞分化和发育过程 中的关键基因的调控。 三、RNA干扰在治疗领域的应用 除了在基因研究中的应用，RNA干扰技术还具有广阔的治疗潜力，被广泛应用于疾病治疗和药物研发领域。以下介绍RNA干扰在治疗领 域的几个重要应用。 1. 基因治疗

RNA干扰和基因调控

RNA干扰和基因调控 生物利用基因调控来实现细胞分化、发育过程、代谢功能等各种生命活动。在 基因调控中，RNA干扰作为一种结构简单的介导机制，在细胞中的作用逐渐被人 们所重视。 一、RNA干扰的概念 RNA干扰是指外源或内源RNA介导的靶向基因抑制机制，它可以通过RNA 分子与目标mRNA分子发生互补配对, 降低目标RNA的生物学活性, 从而实现调控基因表达的功能。RNA干扰分为小干扰RNA(siRNA) 和微小RNA(miRNA ) 两种。siRNA通常是由双链RNA切割形成的分子，它能够通过RNA诱导耗费复合物(RISC)的辅助下，与目标mRNA靶向作用，并将其降解。miRNA则是由一些预miRNA在核内产生的结构类似于小发夹的RNA分子，然后在胞质中被Dicer及其 他协同因子加工成成熟miRNA，miRNA则通过RISC靶向切割或抑制蛋白翻译来 发挥作用。这两者作用机制类似，只不过前者是根据引物介导降解RNA分子，而 后者是通过中断翻译前的RNA分子来实现对基因表达的调控。 二、RNA干扰在基因调控中的作用 1.基因沉默: RNA干扰可以通过介导RNA分子与目标mRNA完全互补配对来 沉默基因的表达。siRNA与miRNA均可介导RNA干扰，siRNA全程参与基因沉 默仅是其传统认识，富勒教授的研究表明，人体内部的miRNA同样具有针对多种 基因的沉默作用。 2.基因抑制: miRNA通过与目标mRNA部分互补配对使其不能够产生翻译作用，或者促进miRNA和RNA诱导耗费复合体(RISC)的结合，抑制RISC所识别的mRNA转录，从而起到基因抑制的效果。

3.基因细胞特异性表达和基因剪接: RNA干扰可以调节miRNA与靶基因间的匹配度，以及RNA干扰体中各种蛋白质的水平和相互作用，从而解释了RNA干扰如何发挥基因剪接的作用。 4.基因分子间交互和信号通路: RNA干扰中的miRNA是存在于不同物种之间的分子类别，在进化过程中扮演了重要的进化角色，作为酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae中三种与siRNA or the RNAi pathway有关的molecule, Dicer (DCR1), RDE1, and RDE4,以及介导siRNA产生的集落生物(Arabidopsis thaliana, 2002).在某些生物中它们能够作为信号分子和细胞间交互物质, 参与调控各种细胞行为。 三、RNA干扰在疾病中的应用 RNA干扰在生命科学领域的重要性已经有了广泛的应用。在探索RNA干扰技术的应用中，有越来越多的研究表明，RNA干扰的出现为疾病的探索提供了新的思路和方法，具有广泛的应用前景。 1.治疗癌症: RNA干扰技术已经被用于癌症基因的干扰和治疗。例如，针对Telomerase的siRNA已被证明能够有效地干扰人类癌细胞中的Telomerase基因的表达，并使其增殖停止甚至死亡。 2.治疗传染性疾病: 还有很多研究显示，在RNA干扰技术的帮助下，可以有效地治愈很多传染性疾病。例如，干扰乙肝病毒的RNA已经被证明是否有效的，在治疗HIV和SARS方面也有广泛的研究。 3.更好预测心脏病: RNA干扰技术可以准确地区分心脏病和健康样本之间的区别，从而增加了治疗的准确性。研究员已经能够发现那些与心脏病致病相关的RNA，并且使用RNA干扰技术中的siRNA可以降低这些RNA的表达，从而阻止心脏病的产生。 综上所述，RNA干扰在基因调控中的作用已越来越受到人们关注，RNA干扰在基因沉默，基因抑制，基因细胞特异性表达和剪接，基因分子间交互和信号通路

rna干扰

RNA干扰 什么是RNA干扰？ RNA干扰（RNA interference，简称RNAi）是一种通过特定的RNA分子干扰基因表达的现象。这种现象最早被发现于植物和线虫中，后来发现在动物中也普遍存在。RNA干扰通过介导mRNA的降解或抑制转录来实现靶向基因的沉默。 RNA干扰的机制主要是通过一种特殊的小RNA分子，称为干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）或小干扰RNA （short interfering RNA，shRNA）。这些siRNA或shRNA是由外源性或内源性的长双链RNA在细胞内被核酶Dicer切割而成的20-30个碱基的双链RNA分子。 RNA干扰的过程 RNA干扰的过程可以分为三个主要步骤：siRNA的产生、siRNA的引物和RNA诱导沉默复合物（RISC）的形成、RISC 介导的mRNA降解或转录抑制。 首先，外源性或内源性的长双链RNA被核酶Dicer切割成20-30个碱基的siRNA。siRNA由RNA诱导沉默复合物

（RISC）捕获，其中的一个链被释放，留下一个导引链和一 个剪切链在RISC中。 接下来，导引链将与靶标mRNA互补结合。RISC将靶标mRNA切割成小片段，导致mRNA的降解或转录抑制。这种RNA干扰过程可以非常特异地沉默特定的基因表达。 RNA干扰在基因研究中的应用 RNA干扰已经成为基础科学研究和功能基因组学研究中广 泛应用的工具。通过沉默特定基因的表达，研究人员可以揭示该基因在生物学过程中的功能，以及该基因对疾病发展的影响。 在细胞水平上，RNA干扰可以用于验证候选基因是否在特 定生物途径中起关键作用，或者用于筛选新药物靶点。研究人员可以通过转染siRNA或shRNA来干扰目标基因，评估其对细胞功能的影响。 在动物模型中，RNA干扰可以用于研究特定基因的作用。 通过通过siRNA或shRNA直接注射进入动物体内，可以沉默目标基因的表达，并观察动物表型的变化。这种方法为基因功能研究提供了重要的工具。

RNA干扰(RNAi)

RNA干扰（RNA interference，缩写为RNAi）是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象，其机制是通过阻碍特定基因的翻译或转录来抑制基因表达。当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA时，该mRNA发生降解而导致基因表达沉默[1]。与其它基因沉默现象不同的是，在植物和线虫中，RNAi具有传递性，可在细胞之间传播，此现象被称作系统性RNA干扰(systemic RNAi)。在秀丽隐杆线虫上实验时还可使子一代产生基因突变，甚到于可用喂食细菌给线虫的方式让线虫得以产生RNA干扰现象。RNAi现象在生物中普遍存在。 RNAi与转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing and transgene silencing)在分子层次上被证实是同一种现象 发现：RNA干扰现象是1990年由约根森（Jorgensen）研究小组在研究查尔酮合成酶对花青素合成速度的影响时，为得到颜色更深的矮牵牛花而过量表达查尔酮合成酶，结果意外得到了白色和白紫杂色的矮牵牛花，并且过量表达查尔酮合成酶的矮牵牛花中查尔酮合成酶的浓度比正常矮牵牛花中的浓度低50倍。约根森推测外源转入的编码查尔酮合成酶的基因同时抑制了花中内源查尔酮合成酶基因的表达。 1992年，罗马诺（Romano）和Macino也在粗糙链孢霉中发现了外源导入基因可以抑制具有同源序列的内源基因的表达。1995年，Guo和Kemphues在线虫中也发现了RNA干扰现象。 1998年，安德鲁·法厄（Andrew Z. Fire）等在秀丽隐杆线虫（C.elegans）中进行反义RNA 抑制实验时发现，作为对照加入的双链RNA相比正义或反义RNA显示出了更强的抑制效果[1]。从与靶mRNA的分子量比考虑，加入的双链RNA的抑制效果要强于理论上1:1配对时的抑制效果，因此推测在双链RNA引导的抑制过程中存在某种扩增效应并且有某种酶活性参与其中。并且将这种现象命名为RNA干扰。 2006年，安德鲁·法厄与克雷格·梅洛（Craig C. Mello）由于在RNAi机制研究中的贡献获得诺贝尔生理及医学奖。 siRNA RNA干扰现象的机理 RNA干扰作用是通过一类较稳定的中间介质实现的。对植物的研究证明，双链RNA复合体先降解成为35nt左右的小RNA分子，然后他们通过序列互补与mRNA结合，从而导致mRNA 降解。对果蝇的研究证明，长度为21～23nt的小RNA分子是引起RNA干扰现象的直接原因。这种小RNA分子被称之为小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）。 在RNA干扰中一个非常重要的酶是RNaseIII核酶家族的Dicer。它可与双链RNA结合，并将其剪切成21～23nt及3'端突出的小分子RNA片断，即siRNA。随后siRNA与若干个蛋白组成的，RNA引起的称之为RNA诱导沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）结合，解旋成单链，并由该复合体主导RNAi效应。RISC被活化后，活化型RISC受已成单链的siRNA引导（guide strand），序列特异性地结合在标靶mRNA上并切断标靶mRNA，引发靶mRNA的特异性分解。 迄今为止已鉴定出包括Dicer在内的若干个与RNAi有关的蛋白因子。在果蝇（Drosophila melanogaster）RISC中，已知存在着称为Argonaute2(AGO2)的因子，AGO2蛋白的表达受到抑制时，RNAi效应缺失，也就是说AGO2是果蝇RNAi机制的必须因子。研究表明Argonaute家族蛋白具有RNA切割酶活性（slicer activity），RNAi机制正是由Argonaute家族蛋白的RNA切割酶活性主导。另外，几个RNA解旋酶（RNA helicase）也被鉴定为参与RNAi机制的因子。在秀丽隐杆线虫（C. elegans）的RNAi中必须的因子有EGO1，这是一种RdRP(RNA-dependent RNA Polymerase)，植物中也存在该蛋白同系物。RNAi

rna干扰的名词解释

rna干扰的名词解释 RNA干扰：探索基因调控的新领域 近年来，一个名词在生物学领域频繁出现，它就是“RNA干扰”。作为一种重要的基因调控机制，RNA干扰在生物学研究中扮演着重要的角色。本文将带您深入了解RNA干扰的概念、机制和应用。 一、RNA干扰的概念 RNA干扰，全称为RNA interference，是一种通过RNA分子调控基因表达的过程。简而言之，它是一种通过降解或抑制特定基因产物的方式，来调节这些基因表达和功能的现象。 二、RNA干扰的机制 1. 小干扰RNA（siRNA）的产生 RNA干扰的开始是由于产生小干扰RNA（siRNA）。当外源的双链RNA （dsRNA）或内源性的转录产物具备一定的结构特征，即能够被核酸内切酶识别并切割，从而形成长度约为20-24核苷酸的小干扰RNA。 2. siRNA的导入 产生的siRNA会与RNA诱导复合物（RISC）结合，这个复合体能够识别和结合与siRNA序列互补的mRNA分子。导入过程确保siRNA与目标mRNA结合，从而催化这些mRNA的降解或抑制翻译。 3. mRNA降解或抑制翻译 一旦siRNA与特定mRNA结合，RISC会切割这些mRNA分子，导致它们在细胞内降解。如果切割发生在编码区，会导致部分或完全的mRNA降解；如果切割发生在非编码区，会引起mRNA的转译抑制，从而阻止蛋白质的合成。

三、RNA干扰的应用 1. 基因沉默研究 RNA干扰为研究基因功能提供了强有力的工具。通过选择性地抑制或沉默特 定基因，在细胞和生物体中观察这些变化，可以揭示基因在发育、分化、疾病等方面的重要作用。 2. 药物研发 RNA干扰技术为药物研发提供了新途径。通过利用siRNA特异地靶向基因表达，可以高效地减少特定蛋白质的产生，从而对许多疾病进行治疗。例如，肝癌、糖尿病和病毒感染等疾病的治疗已经取得了一定的成功。 3. 农业和食品安全 RNA干扰不仅在医学领域应用广泛，也在农业和食品安全领域有着巨大潜力。通过靶向特定的病原体，如病毒和昆虫，可以改善庄稼产量和保护作物免受病害的侵袭。此外，RNA干扰还可用于提高作物的贮藏能力和抗氧化性，从而提高食品 的品质和保鲜期。 四、RNA干扰的挑战和展望 虽然RNA干扰技术在许多领域都取得了重要的突破，但仍然存在一些挑战。 其中最显著的是递送问题，如如何有效地将siRNA引导到特定的细胞或组织中。 此外，长期激活RNA干扰可能会引起非预期的副作用。 随着技术的进步和不断的研究，RNA干扰技术仍有很大的发展空间。未来的 研究可以集中于进一步改善siRNA的挑战性递送、提高RNA干扰的效率和特异性，以及探索新的RNA干扰机制。 总结起来，RNA干扰作为一种强大的基因调控机制，在生物学领域吸引了广 泛的关注。通过理解其机制和应用，我们可以更好地了解基因调控的作用和相关领

RNA 干扰

RNA 干扰(RNA interference , RNAi )是存在于真核细胞内的一种自我保护现象,既能对抗如病毒基因或人工转入基因所表达的mRNA 等外源基因的侵害, 又能降解自身异常基因产生的mRNA。RNA 干扰主要发生在基因转录后,即mRNA 的修饰或翻译水平上,具有特异、高效和持久的特点,适用于后基因组时代未知功能基因的分析, 也为临床上特异性的基因干预治疗开辟了一条通路。 RNAi在哺乳动物细胞中有两种作用机制：一种是大于30 nt的长双链RNA（dsRNA）产生的广泛的、非特异性效应。其机制可能是激活了细胞内的蛋白激酶R和RNA酶L，从而导致了非特异性的细胞凋亡。另一种是21～23 nt的短双链RNA（siRNA）产生的相对具体的、特异性效应。目前，RNAi在抗病毒及肿瘤中的研究主要集中在siRNA产生的特异性效应。下面主要介绍siRNA的作用机制。 siRNA的作用机制目前尚未完全阐明，但已基本达成共识，即①dsRNA在细胞内与DICER酶（一种RNAaseIII家族中特异性识别dsRNA的酶）结合，随即被分割成21～23个核苷酸的短链dsRNA，在这个过程中需要ATP的参与。②分割下来的短链dsRNA 即为siRNA，它是RNAi的起始诱导物，与DICER酶形成RNA引导的沉默复合体（RISC），此时RISC无活性，随后，siRNA经历一个依赖ATP的解双链过程激活RISC［2］。③siRNA 特异性地识别靶基因转录的mRNA，并引导RISC结合mRNA，RISC中的DICER酶将mRNA切割成21～23个核苷酸片段，此后mRNA被逐步降解，导致不能进行翻译过程，从而引起目的基因沉默，抑制靶基因的表达。④新产生的dsRNA（siRNA）可继续形成RISC 复合物进入新一轮RNAi的循环，产生正反馈效应。这一过程需在RNA依赖RNA聚合酶（RdRP）的条件下进行。除上述机制外，转基因真核生物dsRNA 还可引起相应基因的甲基化，促使异常RNA产生，最终导致基因沉默。 RNAi的临床应用:例如治疗肿瘤。肿瘤的发生、发展与原癌基因的激活，抑癌基因的失活，以及凋亡相关基因的异常表达等均有密切的关系。因此我们可以针对这些因素，利用RNAi相关技术在不影响正常基因功能的条件下抑制突变基因表达或基因的表达过量，从而达到基因治疗的目的。另外，肿瘤是多个基因相互作用的基因网络调控的结果，当单一癌基因的阻断不能完全抑制或逆转时，可以设计一种针对同一家族多个基因的保守序列的siRNA 分子，便可以同时抑制这一家族的多个基因表达，且抑制效果互不干扰。

RNA干扰技术的作用原理

RNA干扰技术的作用原理 RNA干扰技术是一种发现于1990年代末期的新兴技术，它可以抑制特定基因产生的蛋白质，从而实现基因表达的调控，被广泛应用于生命科学研究领域。 1. RNA干扰技术的概念和历史 RNA干扰技术源于一个有趣的现象：许多生物可以通过RNA 分子来调节自己的基因表达，并抑制其他物种的基因表达。这个现象在生命科学领域被称为RNA干扰现象。在研究中发现，RNA 干扰技术可以利用人工设计的RNA分子来调节目标基因的表达，从而治疗疾病或研究生物学现象。 RNA干扰技术最初是由普林斯顿大学的安德鲁·芬克尔斯坦教授和麻省理工学院的克雷格·门策教授分别在1998年和1999年提出的。随着技术的进步，RNA干扰技术逐渐成为了生命科学领域中一个重要的研究工具。 2. RNA干扰技术的原理

RNA干扰技术的核心是RNA分子。RNA分子是DNA转录后 产生的单链核酸分子，它不像DNA那样包含脱氧核糖。RNA干 扰技术通过设计人工RNA分子来调节目标基因的表达，有两种方式：siRNA和miRNA。 siRNA（小干扰RNA）是RNA分子的一种，长度为21-23个 核苷酸，可以特异性地靶向RNA分子，并使其降解。siRNA通过RNA诱导寄生（RNA interference，RNAi）的方式，特异性地降 低目标RNA的表达。RNAi的机制是抑制特定的基因表达，从而 影响生物体内的生理和发育过程。siRNA是在外源DNA转录 RNA后，在细胞内转换成siRNA分子的，从而实现siRNA的靶向作用。 miRNA（微小RNA）是RNA分子的另一种，长度为约18-24 个核苷酸，不像siRNA那样可以直接剪切靶向RNA分子。 miRNA并不是靶向单一基因，并与上调或下调多个基因表达有关。miRNA具有普遍的靶向调控作用，使其在基因表达调节中发挥着 重要的作用。 3. RNA干扰技术的应用

RNA干扰技术的原理和应用

RNA干扰技术的原理和应用 前言 RNA干扰（RNA interference，RNAi）是一种通过介导特定RNA分子的降解和抑制基因表达的现象，在分子生物学和基因研究领域中具有广泛的应用。本文将介绍RNA干扰技术的原理和应用。首先，我们将概述RNA干扰的基本原理，然后探讨该技术在基因功能研究、药物开发和治疗等方面的应用。 RNA干扰的基本原理 RNA干扰是一种保守且高度特异的基因调控机制，通过靶向特定的mRNA分 子而降解它们，以达到抑制目标基因表达的目的。RNA干扰可以由内源小RNA分 子（如microRNA）或外源RNA分子（如short interfering RNA，siRNA）介导。 其中，siRNA是最常用的RNA干扰工具。 RNA干扰的基本原理可以总结为以下几个步骤： 1.siRNA设计和合成：siRNA由具有两个链的短RNA分子组成，其中 一条链称为“sense”链，与目标mRNA相同序列；另一条链称为“antisense”链，与目标mRNA互补配对。通常，siRNA由化学合成或激活细胞内一种酶 （Dicer）进行产生。 2.siRNA与RISC复合体结合：siRNA进入细胞质后，与一种酶复合体 称为RNA诱导沉默复合体（RISC）结合。RISC复合体的主要组成部分是 Argonaute蛋白。 3.siRNA降解目标mRNA：RISC复合体通过与目标mRNA互补配对， 引导其降解。这种互补配对可以完全或部分（如果是部分互补配对，则可能会抑制目标mRNA的翻译而不是降解）。 4.抑制目标基因表达：由于目标mRNA被降解或抑制翻译，RNA干扰 技术可以达到抑制目标基因表达的效果。 RNA干扰技术的应用 1. 基因功能研究 RNA干扰技术已成为研究基因功能的重要工具。通过特异性地抑制目标基因的表达，研究人员可以评估该基因在细胞和生物体中的作用。例如，通过沉默特定的转录因子或信号转导蛋白，可以揭示它们在细胞分化、细胞周期或疾病发展等过程中的功能。

RNA干扰技术

RNA干扰技术 RNA干扰技术是一种基因沉默技术，通过特异性地抑制基因的表达，成为生命科学研究领域中一项重要的实验工具。本文将介绍RNA干扰 技术的原理、应用以及未来发展前景。 一、RNA干扰技术的原理 RNA干扰技术是指通过利用某些特定的RNA分子介导的过程来抑 制基因表达。它分为两种类型：siRNA（短干扰RNA）和miRNA（微 干扰RNA）。这两种RNA分子通过与靶基因的mRNA序列配对，从 而导致靶基因的降解或抑制其翻译过程。 在siRNA干扰中，外源性合成的siRNA经由RISC（RNA诱导的靶向核酸酶复合物）的引导，与目标mRNA施加互补配对。这一互补配 对通常是通过siRNA中的21-23个碱基与目标mRNA中相应的区域形 成稳定的双链结构。这个双链结构被RISC中的核酸酶（Argonaute等）识别并降解，从而抑制靶基因的表达。 miRNA干扰是一种内源性的调控机制。miRNA是一类长度约为21-25个碱基的内源性小RNA，在细胞中通过与mRNA的部分或完全互 补配对，可以沉默靶基因的表达。与siRNA不同，miRNA通常通过与mRNA的3'非翻译区（UTR）序列配对，从而发挥抑制作用。 二、RNA干扰技术的应用 1. 功能基因研究

RNA干扰技术被广泛应用于基因功能研究。通过沉默特定基因的表达，人们可以揭示该基因在生物学过程中的功能和作用机制。例如，科研人员可以利用RNA干扰技术研究某个候选基因在肿瘤形成中的作用，或者在干细胞分化中的功能。 2. 疾病治疗 RNA干扰技术在疾病治疗方面具有巨大潜力。通过沉默与疾病相关的基因，可以达到治疗疾病的目的。例如，利用RNA干扰技术，科学家已经研发出多种治疗疾病的新药，如针对肝癌的siRNA药物和针对视网膜退化的miRNA药物。 3. 抗病毒研究 在抗病毒研究中，RNA干扰技术也发挥着重要作用。人们可以设计合成特定的siRNA或miRNA，以抑制病毒基因的表达，从而阻断病毒复制和传播。这种方法被广泛运用在研究和治疗病毒感染，如艾滋病毒、流感病毒等。 三、RNA干扰技术的发展前景 随着对RNA干扰技术的进一步理解和技术突破，其应用前景变得更加广阔。未来的发展方向主要包括以下几个方面： 1. 靶向性更强 目前的RNA干扰技术在靶向性上还有一定的限制。未来的研究可以通过改进RNA分子的设计和筛选，提高其与目标基因的亲和性和特异性，从而实现更精确的靶向沉默。

新型药物——RNA干扰技术

新型药物——RNA干扰技术 RNA干扰技术，是指利用RNA分子抑制靶标基因表达的技术，也被称为RNAi技术。这种技术被认为是一种有效的基因靶向药 物发展方法，近年来已经越来越受到关注。本文将从基本原理、 发展历程、现状和前景四个方面探讨RNA干扰技术的应用前景。 一、基本原理 RNA干扰技术的基本原理是：在细胞内，RNA分子通过匹配 比较与它们相互作用的靶标RNA来抑制特定的基因表达。RNA 干扰的反应主要是通过引入一种小RNA分子来实现的。这种小RNA分子有两种类型：微小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）和microRNA（miRNA）。 siRNA主要是为了阻断目标mRNA而设计的，可以被细胞内RNA酶制备出来，并且可以通过介导RNA介导的开放式染色质（RNA-induced open chromatin，RIOC）途径来导致靶mRNA的 降解。而miRNA则是通过结合不完美匹配的靶mRNA抑制其翻译。

二、RNA干扰技术的发展历程 RNA干扰技术的发展历程始于1998年，当时发现C.elegans （秀丽隐杆线虫）中一群基因缺失后，引起其表型发生了特异性 变化。其中，在RNAi技术被广泛应用之前，关键的突破是首次 发现siRNA。通过缩短dsRNA（double-stranded RNA，双链RNA）来制作siRNA，能够高度特异性地抑制基因表达。这一发现引起 了科学家们的极大兴趣，RNAi技术逐渐成为一个热点领域。 在RNAi技术的发展过程中，广泛的研究证实RNAi具有广泛 的应用范围，包括在基因学、细胞学、发育生物学和生物医学中 的应用，以及在农业生产和生物医药领域中的应用。 三、现状 在目前的生物医学领域中，RNAi技术已成为一种广泛使用的 工具，被广泛应用于基因功能研究、病原体基因组学、基因治疗 以及药物研发等方面。现在RNAi技术已经成为基因治疗领域研 究的重点。

RNA干扰名词解释

RNA干扰名词解释 RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种在基因表达调控 过程中起关键作用的现象，也是一种常用的实验技术。RNA 干扰是指通过引入外源双链RNA（dsRNA），使其与特定的 目标RNA序列产生互补配对，从而导致目标RNA降解或抑 制其翻译的过程。 RNA干扰分为内源性RNA干扰和外源性RNA干扰。内源性RNA干扰是生物体自身具备的一种防御机制，通过特定的酶（Dicer和Argonaute等）将dsRNA切割成长度约为21-25个 核苷酸的小分子siRNA（小干扰RNA），然后与Argonaute 蛋白结合形成RNA-诱导沉默复合物（RISC），通过互补配对特异性地降解目标mRNA或抑制其翻译。外源性RNA干扰则是通过外源方法将dsRNA或人工合成的siRNA导入细胞内， 引发类似的干扰效应。 RNA干扰在生物学研究中广泛应用。通过选择合适的dsRNA 序列，可以针对特定基因进行干扰，研究该基因的功能和调控机制。通过抑制目标基因的表达，可以研究其对生物体或细胞的功能影响，验证其在生命过程中的重要性。此外，RNA干 扰还可以用于筛选基因库，寻找参与特定生理过程的新基因，或在疾病治疗中靶向抑制特定基因的表达。 RNA干扰技术的应用还包括在植物和动物遗传改良中。通过 选择性地抑制目标基因的表达，可以引起特定性状的变化，例如提高作物产量、增强抗病性等。此外，RNA干扰还可以用 于治疗疾病，例如通过沉默特定基因来治疗癌症、病毒感染等。

虽然RNA干扰技术有着广泛的应用前景，但也存在一些限制。首先，由于dsRNA的特异性是通过互补配对实现的，因此如 果引入的dsRNA序列与其他靶标RNA序列存在部分相似性，也可能对其产生干扰，导致误识别和副作用。其次，外源性RNA干扰技术在某些细胞类型和生物体中的效率较低，对于 特定的细胞类型和生物体，可能需要进行优化和改进。 综上所述，RNA干扰是一种重要的基因表达调控机制，并且 具有广泛的应用潜力。通过对RNA干扰的研究和利用，可以 更加深入地理解基因功能和调控机制，为生物学研究和生物技术开发提供重要的工具和方法。

rna干扰的基本原理

rna干扰的基本原理 RNA干扰技术是一种特殊的基因沉默技术，它通过人工合成的小干扰RNA（siRNA）或长干扰RNA（shRNA）引导RNA诱导靶向性降解特定基因的mRNA，从而达到抑制或沉默该基因表达的目的。RNA干扰技术的发现和应用，为基因研究和基因治疗等领域提供了一个强有 力的工具。以下为RNA干扰的基本原理。 RNA干扰分为两种类型，分别是siRNA干扰和shRNA干扰。 首先是siRNA干扰，其中“si”指短干扰RNA。干扰RNA在合成后，将被分解成21-23个碱基对的双链RNA，其中一个链称为“导引链”，该链的末端含有两个双脱氧核苷酸，为其引导RNA诱导靶向性降解目标mRNA提供了稳定性和特异性。另一个链称为“反义链”，是导引链的完全互补，在小干扰RNA中起到了次要的配对作用。在siRNA 寻找目标时，导引链与目标mRNA的特定序列互相配对，而反义链与目标mRNA的另一段互补，最终引导该目标RNA被RNA酶切割。 其次是shRNA干扰，其中“sh”指短发夹RNA。 shRNA序列比siRNA序列长，例如，shRNA可以含有数百个核苷酸。RNA干扰具 有持续的靶向基因沉默作用，可以通过载体转导到目标细胞，并成为RNA酶III的底物，从而形成长时间的干扰效应。shRNA启动子构成

了RNA多聚酶III识别的序列，包括人类U6和霉红菌H1等次要RNA启动子。shRNA被RNA聚合酶III识别和切割，将shRNA转化为短干扰RNA，它们寻找目标RNA，最终被RNA酶切割。 下面是RNA干扰的应用： RNA干扰应用广泛，比如应用于生物学基础研究、基因治疗、农业等领域。在生物学研究中，使用RNA干扰可以比较准确地测量基因的功能，识别重要基因的突变，并清楚地了解它们的作用。在基因治疗中，RNA干扰可用于治疗包括癌症、心血管疾病、自身免疫疾病和病原体感染等疾病。在农业领域中，可使用基于RNA干扰技术的生物农药来控制有害生物的数量，并增加作物的产量和耐性。 总之，RNA干扰技术在生命科学的许多方面都有着广泛的应用，其结果将有助于人类更好地理解生命的机制，同时也有望为社会提供更多 的医疗、食品安全等方面的服务。

百度百科RNA干扰

RNA干扰 科技名词定义 中文名称：RNA干扰 英文名称：RNA interference;RNAi 定义1：与靶基因同源的双链RNA诱导的特异转录后基因沉默现象。其作用机制是双链RNA 被特异的核酸酶降解，产生干扰小RNA(siRNA)，这些siRNA与同源的靶RNA互补结合，特异性酶降解靶RNA，从而抑制、下调基因表达。已经发展成为基因治疗、基因结构功能研究的快速而有效的方法。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；核酸与基因（二级学科） 定义2：引起基因沉默的一种技术，将根据基因序列制备的双链RNA注入体内，可引起该基因编码的mRNA降解，从而抑制了该基因的功能。 所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞生物学技术（二级学科） 定义3：双链RNA有效地阻断靶基因表达的现象。 所属学科：遗传学（一级学科）；分子遗传学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 RNA干扰模式图 RNA干扰（RNA interference, RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA （double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。 目录

简介 发现 作用机制 特点 制备方法 应用 相关知识 简介 发现 作用机制 特点 制备方法 应用 相关知识 展开 编辑本段简介 近几年来RNAi研究取得了突破性进展，被《Science》杂志评为2001年的十大科学进展之一，并名列2002年十大科学进展之首。由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。 编辑本段发现 RNAi是在研究秀丽新小杆线虫（C. elegans）反义RNA（antisense RNA）的过程 RNAi实验图片 中发现的，由dsRNA介导的同源RNA降解过程。1995年，Guo等发现注射正义RNA（sense RNA）和反义RNA均能 有效并特异性地抑制秀丽新小杆线虫par-1基因的表达，该结果不能使用反义RNA技术的理论做出合理解释。直到1998年，Fire等证实Guo等发现的正义RNA抑制同源基因表达的现象是由于体外转录制备的RNA中污染了微量dsRNA而引发，并将这一现象命名为RNAi。

RNA干扰技术

RNA干扰技术 RNA干扰（RNA interference, RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA （double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。它是生物进化过程中遗留下来的一种在转录后通过RNA调控基因表达的机制。最早的RNA干扰研究是从植物和线虫开始，2001年Tuchl等首次应用长度约为19~23个碱基对的双链小分子干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）在哺乳动物细胞中诱发基因沉默现象，证实这些细胞也普遍存在RNA干扰的机制，从而在世界范围内掀起了研究和应用RNA干扰技术的热潮。 RNA干扰之所以能引起生物医学界几乎所有研究领域的广泛性趣，是因为siRNA具有强大的抑制基因表达的效应和高度的序列特异性。与抑制基因表达的传统工具，如反义寡核苷酸和核酶等比较，siRNA沉默基因的效率高达数十到数千倍，是逆基因工具的革命性改进。此外与目标基因信使RNA相差一个碱基序列的siRNA的基因沉默效应大大受到削弱，从而保证了抑制目标基因的高度特异性。因此，siRNA的发现具有划时代的意义，它不仅深入揭示了细胞内基因沉默的机制，而且它还是基因功能分析的有力工具，极大地促进了人类揭示生命奥秘密的进程。siRNA本身还是一种极具前景的基因靶向药物，可广泛地用于诸如癌症等疾病的治疗。鉴于siRNA技术的巨大意义与广阔应用前景，siRNA技术连续多年被美国《Science》杂志评选的“全球年度十大科学突破”。 由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗等领域。 第一节RNA干扰的研究历程 虽然RNA干扰是一种古老的机制，但是第一篇报道这种现象的论文是在1990年发表的。 1990年，Napoli和V an der Krol等在研究矮牵牛花查尔酮基因时发现了基因共抑制现象（cosuppression）。她在体外构建了控制矮牵牛花花色的基因查尔酮基因片段，连上花椰菜花叶病毒的35S启动子，连入农杆菌的T-DNA质粒，在矮牵牛花中过度表达。她原先预期，查尔酮的过度表达能加深牵牛花花色的紫色，但是结果却导致了矮牵牛花子代花色的褪色，内源性的查尔酮遭到沉默。Napoli教授把这一现象称之为内源性基因共抑制现象。 1998年，Andrew J. Hamilton教授研究了番茄ACC氧化酶基因的基因共抑制现象。他利用放射性标记法和放线菌酮处理法分析转录后ACC氧化酶基因的mRNA和成熟mRNA。实验结果表明，外源重组基因片段能成功转录，但是mRNA成功转录后，因为某种原因发生了转录后基因沉默（post transcriptional gene silencing，PTGS）。因此，Andrew J. Hamilton 认为内源性基因共抑制现象属于转录后的基因沉默现象。 1995年，Guo等发现注射正义RNA（sense RNA）和反义RNA（antisense RNA）均能有效并特异性地抑制秀丽新小杆线虫（C. elegans）par-1基因的表达，该结果不能使用反义RNA技术的理论做出合理解释。直到1998年，Fire和Mello课题组接手了此课题。他们以秀丽新小杆线虫为模型，发现在Guo的课题中，引发线虫par-1基因沉默的是小片段的双链RNA，而不是正义单链RNA或负义单链RNA。他们之后又研究了秀丽新小杆线虫的unc-22基因，进一步阐述了双链RNA在基因沉默中的作用，并将这一现象命名为“RNA干扰”。 他们的研究成果激起了其他科学家研究RNA干扰现象的浓厚兴趣，由于他们的发现揭示了分子生物学中一个全新的，具有普遍性的机制，Andrew Fire, Craig C. Mello两位科学家因此在2006年获得诺贝尔奖。 此后dsRNA介导的RNAi现象陆续发现于真菌、果蝇、拟南芥、锥虫、水螅、涡虫、