吴立刚课题组Nature子刊发布RNAi新工具
来自中科院上海生命科学研究院的研究人员报告称，他们设计出了一种替代性的小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）前体，将之命名为saiRNA (single-stranded, Argonaute 2 (Ago2)-processed interfering RNA)，并证实这种核酶增强saiRNA可触发有效的基因沉默，且显示更少的脱靶效应。这一研究成果发布在10月12日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。
中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的吴立刚（Ligang Wu）研究员是这篇论文的通讯作者。其主要研究方向是非编码RNA分子机器的功能、机制及其应用。
自从在秀丽隐杆线虫中发现RNA干扰(RNAi)以来，它已成为了在广泛的细胞中沉默靶基 因的一种强大工具，具有极大的治疗潜力。RNAi是由长度大约为21个核苷酸(nt)，3′端具有一个2
nt悬突的短RNA双链体——所siRNA触 发。在细胞质内，siRNA双链体结合Argonaute (Ago)蛋白并形成RNA诱导沉默复合物（RISC）。随后在RISC内引导链与乘客链分离，只有一条链保留下来。成熟RISC包含一条单链 siRNA，可识别具有完全互补序列的mRNAs，在结合位点引导内切核苷酸切割，触发整条mRNA快速降解。
化学合成siRNAs是一种诱导RNAi的有效方法；然而由于只能短暂敲落靶基因，这种方法的效用有限。当前，短发夹RNA(shRNA)被广泛利用来生成相应的siRNA实现基因沉默，同时可解决siRNA干扰时间短的缺点（延伸阅读：RNAi技术先驱Cell子刊：优化RNAi新工具）。
尽管RNAi具有巨大的基因沉默潜力，适用于体内外各种应用，人们对其仍存在一些保留意见。siRNAs与mRNAs部分碱基配对引起脱靶效应所造 成的毒性作用，及通过miRNA样机制会下调许多非预期靶标是人们担心的因素之一。此外，shRNAs可通过竞争对miRNA生物合成及功能至关重要的蛋 白质因子破坏内源性miRNA功能，导致许多miRNA调控基因失抑制。
在这篇文章中研究人员报告称，设计出了一种替代性siRNA前体saiRNA，saiRNA包含一个16–18
bp的茎和一个与靶转录物互补的 环。导入来自丁型肝炎的一个自我剪切酶到转录saiRNA 的3’端，通过生成一个短3′悬突来促进saiRNA有效结合Ago2，显著提高了它的沉默活性。相同的核酶还可提高Dicer依赖性shRNAs的活 性。不同于典型shRNA，在加工过程中Ago2介导链特异性切割saiRNA除去了乘客链，阻止了siRNA与非核水解Ago蛋白。因此降低了脱靶效 应。此外，saiRNA较少与内源性miRNAs生物合成产生竞争。
因此，这一核酶增强的saiRNA为RNA干扰应用提供了一个可靠的工具。
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项目成果
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