16.10: Экспериментальная РНК-интерференция

РНК-интерференция (РНК-интерференция) — это клеточный механизм, который подавляет экспрессию генов путем подавления их транскрипции или активации процесса деградации РНК. Механизм был открыт Эндрю Файером и Крейгом Мелло в 1998 году на растениях. Сегодня он наблюдается практически у всех эукариот, включая простейших, мух, нематод, насекомых, паразитов и млекопитающих. Этот точный клеточный механизм подавления экспрессии генов был разработан в методе, который обеспечивает эффективный способ идентификации и определения функции нескольких генов без генетической модификации организма.

Применение РНК-интерференции

РНК-интерференция помогает в анализе функций генов. Например, метод РНК-интерференции помог провести скрининг I и III хромосом C.elegans и привел к идентификации генов, участвующих в делении клеток и эмбриональном развитии. Эта технология также была успешно применена к Drosophila melanogaster для идентификации генов, играющих важную роль в эмбриональном развитии, биохимических сигнальных каскадах и других фундаментальных клеточных процессах. У кофейных растений ген, ответственный за выработку теоброминсинтазы, был нокаутирован с помощью РНК-конструкции, производя кофейные растения без кофеина. Исследования показывают, что малые интерферирующие РНК (миРНК) могут подавлять инфекции, вызванные вирусом иммунодефицита человека, вирусом гепатита В и полиовирусом в культивируемых клеточных линиях человека. Исследователи также успешно подавили гены, экспрессируемые респираторно-синцитиальным вирусом, ответственным за возникновение тяжелых респираторных заболеваний у младенцев и новорожденных.

Преимущества РНК-интерференции перед обычным нокаутом генов

До открытия технологии РНК-интерференции функция генов анализировалась путем выбивания интересующего гена из генома и наблюдения за фенотипическими изменениями. В то время как нокаут генов является необратимым методом, РНК-интерференция является обратимым методом, который обеспечивает широкомасштабное подавление генов, кодирующих белки в геноме. Более того, это точный метод, который может дифференцированно подавлять гены даже при одной вариации нуклеотидов. Таким образом, он может помочь в нацеливании на доминантных мутантов, таких как некоторые онкогены. Кроме того, метод РНК-интерференции обладает высокой эффективностью, поскольку эффекторные молекулы функционируют в низкой концентрации по сравнению с олигонуклеотидами или рибозимами, используемыми в старом методе.