細胞生物學(xué)平臺

  RNA干擾(RNA interference, RNAi)是一種利用小RNA發(fā)夾結構來(lái)抑制基因表達的有效方法，在生物醫學(xué)研究中取得了重大進(jìn)展，特別是在通過(guò)干擾基因功能來(lái)解析基因型-表型關(guān)系方面。由于基于RNAi的工具和技術(shù)的激增，以及RNAi在需要瞬時(shí)基因敲除的特殊應用中的獨特優(yōu)勢，RNAi仍然是現代生物學(xué)家的一個(gè)重要研究工具。

  盡管CRISPR/Cas9介導的基因編輯等新技術(shù)的發(fā)展，可能會(huì )使RNAi在特定應用中的效用黯然失色，但這項重要的技術(shù)仍然被廣泛使用，具有高度的適用性。RNAi是一種雙鏈RNA介導的機制，在轉錄后水平調控基因表達，其工作原理是將雙鏈RNA發(fā)夾結構加工成小干擾RNA (small interfering RNA, siRNA)或微RNA (microRNA/miRNA)。然后，這些小RNA與同源的mRNA結合，并通過(guò)RNA誘導沉默復合體(RNA induced silencing complex, RISC)誘導其降解。

miRNA的形成和調控機制
  MicroRNA（miRNA）是一類(lèi)長(cháng)度為19-23nt的小型非編碼RNA，對植物和動(dòng)物的基因表達具有調節作用，最先在秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)中被發(fā)現，隨后被證明在人類(lèi)等高等脊椎動(dòng)物的基因組中編碼，以序列特異性方式作用于靶mRNA，以促進(jìn)其切割、降解或降低其翻譯效率。

  miRNA的初級產(chǎn)物是pri-miRNA，它是一種至少包含一個(gè)發(fā)夾結構的長(cháng)RNA轉錄本，在細胞核內核糖核酸酶RNase III（即Drosha和DGCR8/Pasha）的作用下，生成前體miRNA（pre-miRNA）。隨后，pre-miRNA在Exportin-5復合物的作用下被轉運出細胞核，在細胞質(zhì)中由Dicer酶剪切成為成熟的miRNA。成熟的miRNAs可通過(guò)Argonaute蛋白質(zhì)家族與RISC結合，從而導致靶mRNA降解或翻譯抑制（圖1描述了miRNA的形成和調控機制）。

siRNA的形成和調控機制
  Small interfering RNA（siRNA）是一種小的外源性dsRNA，包含約20個(gè)核苷酸，在體外RNA干擾（RNAi）過(guò)程中人工合成或通過(guò)轉運體從細胞核轉移到細胞質(zhì)中。在秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)中，dsRNA通過(guò)跨膜蛋白SID-1被轉移到細胞質(zhì)中，再經(jīng)DCR-1處理形成雙鏈siRNA。這些雙鏈siRNA與RISC結合形成小干擾RISC（small interfering RISC, siRISC），然后通過(guò)解旋酶作用激活siRISC。隨后，激活的siRISC以序列特異性的方式作用于靶mRNA，導致互補靶mRNA降解，從而抑制翻譯過(guò)程（圖1描述了siRNA的形成和調控機制）。

  miRNA和siRNA之間既有相似之處，比如長(cháng)度均約為20個(gè)核苷酸，都由dsRNA產(chǎn)生，由Dicer酶切割參與RNAi過(guò)程。但二者也有許多不同之處，比如miRNA是單鏈小RNA，通過(guò)抑制翻譯而不是影響轉錄穩定性來(lái)調節基因表達，而siRNA是雙鏈小RNA，通過(guò)在轉錄后水平上降解靶mRNA來(lái)調節基因表達等

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