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RNA干扰RNAi是一种古老的可以调节异染色质形成、蛋白合成与RNA降解的序列特异性基因调控机制。RNAi是在进化过程中高度保守、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。
RNA干扰现象在1998年被科学家发现,短短几年,科学家对RNAi的研究取得突飞猛进的发展。RNAi被《科学》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。
小分子干扰RNA(siRNA)是发挥RNAi基因沉默作用的功能分子,是dsRNA被Dicer酶加工识别后形成的具有21~25个核苷酸长度的短双链RNA,这些短dsRNA有明显RNase加工特征。siRNA可与解旋酶、ATP及多个蛋白组成RNA诱导沉默复合体(RISC)。RISC特异性与同源mRNA结合后,随即内切酶将mRNA切割,导致mRNA片段缺少聚腺苷酸尾或稳定帽子结构很快被降解,最终导致基因沉默。RISC核心包含一种小RNA和Argonaute蛋白,并切割目标RNA。由于没有合适的工具来直接监控RNAi反应,RISC切割靶RNA的分子机制,仍不清楚。最近,日本东京大学、京都大学和中国第三军医大学的研究人员,在单分子水平上实时观察目标mRNA的裂解过程,确定了RNA干扰(RNAi)的分子机制。
TakuyaUeda教授、Yukihide Tomari教授、Hiroshi M Sasaki和Chunyan Yao,Hisashi Tadakuma等研究人员利用一种单分子成像技术,在体外显微镜下实时记录RISC介导mRNA裂解过程,展示了RISC如何准确地切割和释放靶标。RISC中的小RNA包含两部分,其中一个快速结合靶RNA以被裂解,而另外一个则校对已被发现的正确RNA。研究提供了直接研究证据。
这一突破性的结果揭示了RISC的分子作用机制,研究结果被选作《分子细胞》当期封面。该研究成果将有助于加快RNAi在研究中的应用,例如基于RNA的新一代药物开发,以及作为基因疗法来抑制致病蛋白的生产。
On the cover: In RNA interference (RNAi), small interfering RNAs (siRNAs) direct endonucleolyticcleavage of target RNAs via the “slicer” activity of Argonaute proteins, as depictedin the cover. In this issue, Yao et al. (pp. 125–132) utilized single-molecule fluorescenceimaging to dissect the mechanism of target recognition, target cleavage, and productrelease of Drosophila Ago2-RISC (see, also in this issue, Jo et al., pp. 117–124).These studies highlight the emergence of single-molecule techniques as a powerfulnew tool in the RNA silencing field. Photo by the second author Hiroshi M. Sasaki.
思考:RNAi已经有20年的发展历程。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。这说明这个领域受到重视的程度。但到现在仍然存在一些基础的问题没有被解决。说明我们面对复杂的生物学现象,尽管研究速度比以往任何时候都迅速,但仍然不是那么快。既然如此,我们在开展研究的过程中,不要太过于求快,应该有比较好的心态。只要我们认定了目标,选择了正确的方向。相信最终所有的问题都可以解决。科学研究不怕问题,最怕不是问题或选择错误的问题。
原文题目:
Single-MoleculeAnalysis of the Target Cleavage Reaction by the Drosophila RNAi Enzyme Complex
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GMT+8, 2024-12-24 11:25
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