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micro RNA(miRNA)综述-3

2020.9.07

未来要解决的问题

miRNAs在多个物种中广泛被发现,而且在进化上高度保守。这些“小玩意儿”留给我们一大堆谜团:miRNA的确切功能是什么?它的目标靶是什么?作用机制是什么?也许需要对植物或者线虫的基因组进行miRNAs突变株的筛选,在果蝇中可以用targeted- disruption缺失miRNA序列。对miRNA突变株伴随的表型缺失进行研究,有助于解释miRNAs的功能。

正如Phillip Zamore说的:“如果miRNAs在进化的进程中如此高度保守而没有任何实际功能,那真是大自然拿科研人员开涮――而且是一个残酷的玩笑”。

研究miRNA的新工具

随着小分子RNA日益收受到研究人员的重视,很多研究小分子RNA的新方法不断推出。

分子RNA的分离

由于小分子RNA可能参与分化、发育、组织生长、脂肪代谢等生理过程,在不同的组织和发育阶段的表达水平有所不同,进一步了解小分子RNA的生物功能需要确定其在各种生物样品中的表达水平,因而需要一种精确的定量纯化方法,从而得到可信的数据。

现行的RNA纯化方法包括有机溶剂抽提+乙醇沉淀,或者是采用更加方便快捷的硅胶膜离心柱的方法来纯化RNA。由于硅胶膜离心柱通常只富集较大分子的RNA(200nt以上),小分子RNA往往被淘汰掉,因而不适用于小分子RNA的分离纯化。有机溶剂抽提能够较好的保留小分子RNA,但是后继的沉淀步骤比较费时费力。MirVana miRNA Isolation Kit是采用玻璃纤维滤膜离心柱(glass fiber filter,GFF),既能够有效富集10mer以上的RNA分子,又能够兼备离心柱快速离心纯化的优点,是一个不错的选择。对于特别稀有的分子,由于需要分离大量RNA而导致高背景而降低灵敏度,还可以进一步富集10mer到200bp的小分子RNA来提高灵敏度。

小分子RNA探针的制备

方法其实很简单:只需要准备目的基因的一小段寡核苷酸序列,3'端另外增加8个和T7启动子互补的碱基,将这段寡核苷酸和T7启动子引物退火,用Klenow大片断补齐得到双链的转录模版,然后用T7RNA聚合酶、rNTP和标记物混合,体外转录得到标记的小分子 RNA探针。这种方法可以快速制备各种标记(同位素、非放射性标记均可)的小于100nt的小分子RNA探针,适用于包括RPAs,Northerns和原位杂交等各种方法检测小分子核仁RNA(small nuclear RNA, snRNA),small interfering RNA (siRNA),micro RNA (miRNA)和mRNA。非放射性标记的探针还可以用于原位杂交研究miRNA或者mRNA在组织中的分布。

小分子RNA的检测

由于小分子RNA是一类很小的分子,部分小分子RNA表达水平可能很低,因而需要极为灵敏而定量的分析工具。由于其分子很小,用RT-PCR的方法来定量研究非常困难,目前多数研究人员采用Northern Blots――一种技术复杂而费力的方法来检测小分子RNA的存在。传统的的Northern Blot方法是是用探针检测固相支持物(膜)上的目标分子,由于用探针检测液相中的目标分子远比检测固相中的目标更为灵敏,这里推荐一种基于核酶保护分析方法改进的新方法――将同位素标记好的小分子RNA探针和待检测样品混合杂交,未杂交的RNA和多余的探针用单链核酸酶消化,然后使核酸酶失活,并纯化杂交的RNA分子,最后通过变性胶电泳放射自显影检测结果。这个基于液相杂交的新方法不但操作简单而快速,而且灵敏度极高――可以半定量检测少至10ng总 RNA模版中的小分子RNA,或者说,可以检测attomole (10-18mol)级别的靶目标!灵敏度是Northern Blot的100倍。除此之外,研究人员还可以在同一个样品中同时检测多个小分子RNA和长的RNA模版。应该说,这个灵活巧妙的设计可以为从事小分子 RNA实验的研究人员带来不少方便。

总而言之,无论是siRNA, miRNA, snRNA还是其他的小东西,小分子RNA研究的不断深入将帮助我们揭示更多生命的奥秘。

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