RNA干涉(RNA Interference，RNAi)（1）
基因沉默（gene
silencing）是生物体内特定基因由于种种原因不表达的遗传现象。一方面，基因沉默是生物遗传操作创造新的遗传修饰生物（genetically
modified
organisms）的障碍，另一方面，它又是植物抵抗外来核酸入侵（如病毒）的一种反应，为植物抗病毒的遗传育种提供了具有实用价值的策略：RNA
介导的病毒抗性（RNA mediated virus resistance,
RMVR）。近年来，在不同的研究领域和生物中发现了许多新的使基因关闭或沉默的类型，并赋予其不同的名称：在植物中称为RNA
共抑制(co-suppression)，在真菌中叫RNA
压制(quelling)，动物中则叫RNA干涉(interference)。RNA干涉是指短的dsRNA
可以降解内源的同源RNA,，而使相应基因沉默的现象，简称RNAi。
1995年，康乃尔大学 Su Guo博士，于试图阻断线虫（C. elegans）中
par-1基因时，发现了一个意想不到的现象：她们本来利用anti-sense RNA 技术，可达到特异性阻断
par-1基因的表达，同时亦在其对照组实验中，注射 sense RNA
到线虫体内，预期可能观察到此基因表现的增强。但得到的结果竟是二者都切断了par-1基因的表达途径。这与传统上对 anti-sense RNA
技术的解释竟是正好相反。研究小组一直没能把这个意外结果予以合理的解释。
直到1998年2月，华盛顿卡耐基研究院的 Andrew Fire 和马萨诸塞大学医学院的 Craig
Mello才首次揭开这个悬疑之谜。通过大量艰苦的工作，他们证实，Su Guo 博士遇到的 sense RNA 抑制基因表达的现象，以及过去的
anti sense RNA 技术对基因表达的阻断，都是由于体外转录所得 RNA
中污染了微量双链RNA而引起。当他们将体外转录得到的单链RNA纯化后注射线虫时发现，基因抑制效应变得十分微弱，而经过纯化的双链RNA却正好相反，能够高效特异性阻断相应基因的表达。该小组将这一现象称为RNA干扰（RNA
interference ,简称 RNAi）。
随后，在短短一年中，RNAi 现象被广泛地发现于真菌、阿拉伯芥、水螅、涡虫、锥虫、斑马鱼等多数真核生物中。这种存在机制揭示了 RNAi
很可能出现在生命进化的早期阶段。随着研究的不断深入，RNAi
的机制正逐步地被阐明，同时亦成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。
体外实验表明：RNAi反应中，加入的双股 ds RNA 可切割出 21-23 核苷酸长度的RNA 片段，后者会使 target mRNA
被切割为 21-23 核苷酸长的片段。从已经发生 RNAi 的果蝇 S2 细胞中，Hammond
等人纯化出一种具有序列特异性的核酸酶，它仅会降解与引起 RNAi 的 dsRNA 具有同源序列的 mRNA。那么这种核酸酶如何确定哪些
mRNA该降解，而哪些不该呢？由于在纯化该核酸酶时，共分离出 21-23核苷酸的 dsRNA片段，暗示着该核酸酶对mRNA
的切割，可能是以这些片段作为模板来指导核酸酶进行切割程序。
根据以上的实验结果，研究人员提出一种 RNAi 作用的简单模型：当 ds RNA 导入细胞后，可被一种 ds RNA
特异的核酸内切酶识别，切割成 21-23 核苷酸的小片段，这些片段可与该核酸酶的 dsRNA 结合结构域作结合，并且作为模板来辨识 target
mRNA；识别之后，此 mRNA 与 dsRNA sense chain 发生链互换，原先 dsRNA 中的 sense chain 被
mRNA 取替，而从 enzyme-dsRNA complex 中释放出来，而 mRNA 则位于原先 sense chain
的位置。同时此核酸酶亦在同样位置对 mRNA进行切割，这样又产生了21-23核苷酸长的
dsRNA小片段，再度与核酸酶形成复合物，继续对target mRNA 进行切割，从而使目的基因沉默，无法作用进而产生 RNAi
的现象。在使用遗传分析的方法后，目前从线虫中已分离到 RDE-2, RDE-3和 Mut-7等 RNAi相关的基因。
RNAi 在功能基因组的研究中，可作为一种强有力的工具。我们将功能未知的基因编码区，如外显子- exon 或启动子 - promoter
区，以反向重复的方式由同一启动子控制表达效能。如此在转殖基因个体内转录出的RNA，即可形成
dsRNA，产生RNA干涉，使目的基因沉默，从而进一步研究目的基因的功能，这种技术即为 RNAi
技术。根据所选用序列的不同，可将其分为编码区RNAi 和启动子区 RNAi 技术。
1．编码区RNAi技术
自1998年在线虫中发现 RNAi 现象以来，以基因编码区为标的序列的编码区 RNAi
技术已广泛用于线虫功能基因组的研究。最初这种技术是通过注射或浸泡等方法直接导入到线虫的性腺或早期胚胎中。这些方法虽然可以关闭目的基因的表达，产生突变表型，但这种表型变化却不能遗传。
