16.10: 实验性的 RNAi

RNA 干扰 （RNAi） 是一种细胞机制，通过抑制基因表达或激活 RNA 降解过程来抑制基因表达。该机制是由 Andrew Fire 和 Craig Mello 于 1998 年在植物中发现的。今天，几乎所有真核生物都观察到它，包括原生动物、苍蝇、线虫、昆虫、寄生虫和哺乳动物。这种精确的基因沉默细胞机制已经发展成为一种技术，它提供了一种有效的方法来识别和确定几个基因的功能，而无需对生物体进行基因改造。

RNAi 的应用

RNAi 有助于分析基因功能。例如，RNAi 技术帮助筛选秀丽隐杆线虫的 I 号和 III 号染色体，并导致鉴定参与细胞分裂和胚胎发育的基因。该技术也已成功应用于黑腹果蝇，以识别在胚胎发育、生化信号级联和其他基本细胞过程中起重要作用的基因。在咖啡植物中，使用 RNA 构建体敲除负责产生可可碱合酶的基因，从而产生不含咖啡因的咖啡植物。研究表明，小干扰 RNA （siRNA） 可以抑制培养的人类细胞系中由人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒和脊髓灰质炎病毒引起的感染。研究人员还成功地敲低了导致婴儿和新生儿患上严重呼吸系统疾病的呼吸道合胞病毒所表达的基因。

RNAi 相对于传统基因敲除的优势

在发现 RNAi 技术之前，通过从基因组中敲除目标基因并观察表型变化来分析基因功能。基因敲除是一种不可逆的方法，而 RNAi 是一种可逆方法，可对基因组中的蛋白质编码基因进行大规模沉默。此外，这是一种精确的技术，即使存在单个核苷酸变异，也可以对基因进行差异沉默。因此，它可以帮助靶向显性突变体，如某些癌基因。此外，RNAi 技术非常有效，因为与旧方法中使用的寡核苷酸或核酶相比，效应分子在低浓度下发挥作用。