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  • 發布時間:2020-09-07 16:58 原文鏈接: RNA干涉(RNAInterference,RNAi)(2)

    早期的 RNAi 技術可用在研究與胚胎發育相關基因的功能上,但是由于細胞分裂造成 dsRNA 的稀釋,使得這種方法在研究成體的基因功能時有一定的局限性。為彌補早期 RNAi 技術的不足,Tavernarakis 等將 RNAi 技術做了一些改進及更動,將目的基因之標的序列以反向重復的方式,由熱激啟動子來控制此基因在生物體中表達程度。經過熱休克的處理后,反向重復序列即在細胞內開始轉錄,其產物會形成具發夾環結構的dsRNA,從而產生 RNAi,使目的基因沉默。

    這種改進的 RNAi 技術與傳統的 RNAi 技術相比,具有明顯的優點:首先轉殖基因可以遺傳給后代,有利于突變的分析;其次dsRNA可以被誘導產生,RNAi能夠在發育特定階段出現,從而使不可能出現在發育晚期的早期基因功能,進而可以研究早期發育必需基因在晚期的基因功能。另外,使用細胞特異性啟動子來控制 dsRNA 的表達時,可以同時研究特定基因在不同器官中的功能。Kennerdell J. R.和CarthewR. W.已使用 GAL4/UAS 系統控制 dsRNA 在果蠅中的表達,實現了誘導性或細胞特異性控制RNAi 的發生。

    隨著應用 RNAi 技術研究線蟲功能基因組工作的開展,研究人員對該技術在植物中應用亦開始探索其可能性。加州理工大學的 Chuang C. F.和Megerowitz E. M.使用此技術研究"擬南芥"的 AG, CLV3, AP1, PAN 四個與開花相關的基因。結果表明:使用RNAi 技術可以產生功能喪失或降低突變體,而其表型與以前使用其它方法鑒定之突變體類似。使用 RNA 原位雜交方式可表明,在 RNAi 突變體的 target mRNA 顯著降低。該結果說明 RNAi 技術亦可以成為植物功能基因組研究中的有力工具。
    2.啟動子區 RNAi 技術
    M. F. Mett等證明含有啟動子區的dsRNA在植物體內同樣被切割成 21-23核苷酸長的片段,這種 dsRNA可使內源性相應的DNA序列甲基化,從而使啟動子失去功能,使其下游基因沉默。
    由于多基因家族的各成員之間具有高度的同源性,因而使用編碼區 RNAi 技術很難將各個成員區分開來研究,而多基因家族內的啟動子序列通常比編碼區變化大,因此若采用啟動子區 RNAi 技術,則有希望將多基因家族的各個成員區分開來研究。這樣綜合編碼區 RNAi 技術和啟動子區 RNAi 技術的信息即可更全面地了解多基因家族地各成員的功能。

    RNAi現象存在的廣泛性遠遠超過人們的預期,對此問題的深入研究結果將為進化的觀點提供有力左證。而與其它幾種進行功能喪失或降低突變的技術相比,RNAi 技術具有明顯的優點,它比反義RNA技術和同源共抑制更有效,更容易產生功能喪失或降低突變。而且通過與細胞特異性啟動子及可誘導系統的結合使用,可以在發育的不同時期或不同器官中有選擇地進行,再與 T-DNA技術造成的功能永久性缺失相比較,則這個RNAi 的實驗技術則是更受科學家所偏愛的。由于科學家們的努力工作,一個嶄新的RNA時代呼之欲出。

    RNA interference (RNAi) refers to the post-transcriptional silencing of gene expression due to the presence of double stranded RNA (dsRNA). This phenomenon was first described in plants in the early 1990’s when it was discovered that the introduction of an extra copy of an endogenous gene led to the degradation of both the introduced and endogenous gene transcripts (Vaucheret et. al., Post-transcriptional gene silencing in plants, J.Cell Science, 2001 Sep; 114 (pt 17):3083-91). In plants, this peculiar behavior was called “co-suppression”. Soon, similar findings were seen in the fungus Neurospora crassa, where it was termed “quelling”. In 1998, Fire et. al., demonstrated that the introduction of dsRNA into the nematode Caenorhabditis elegans interfered with gene expression in a sequence specific manner (Fire et. al., Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans, Nature, 1998 Feb 19; 391(6669):806-11). The term for this phenomenon became “RNA interference” or “RNAi”.


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