生物通报道:来自Alnylam公司,美国麻省理工癌症研究中心(Center for Cancer Research),德州大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center),瑞士联邦技术院(Swiss Federal Institute of Technology Zurich, ETHZ)的研究人员证实了一种深
具潜力的遗传治疗方法的安全性,这种治疗方法有广泛的应用前景,可以治疗包括癌症在内的许多疾病。
这一研究成果公布在9月27日的《Nature》杂志上,文章描述了一种治疗的新方法,去年一篇同样发表于《Nature》的文章报道了另外一种常用的的方法,但是这种方法会引起小鼠致死。
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Nature advance online publication 26 September 2007 |
doi:10.1038/nature06179; Received 17 November 2006; Accepted 16 August 2007
Effective RNAi-mediated gene silencing without interruption of the endogenous microRNA pathway
【Abstract】
研究人员焦点聚集于RNA干扰(RNAi),这是一种存在于生物中的古老现象, 是生物抵抗异常DNA(病毒、转座因子和某些高重复的基因组序列)的保护机制, 同时在生物发育过程中扮演着基因表达调控的角色,它可以通过降解RNA、抑制翻译或修饰染色体等方式发挥作用。
RNA沉默存在两种既有联系又有区别的途径: siRNA(small interference RNA)途径和miRNA(microRNA)途径。siRNA途径是由dsRNA(double-stranded RNA)引发的, dsRNA被一种RNaseⅢ家族的内切核酸酶(RNA- induced silencing complex, Dicer)切割成21~26 nt长的siRNA, 通过siRNA指导形成RISC蛋白复合物(RNA-induced silencing complex)降解与siRNA序列互补的mRNA而引发RNA沉默。而miRNA途径中miRNA是含量丰富的不编码小RNA(21~24个核苷酸), 由Dicer酶切割内源性表达的短发夹结构RNA(hairpin RNA, hpRNA)形成。miRNA同样可以与蛋白因子形成RISC蛋白复合物, 可以结合并切割特异的mRNA而引发RNA沉默。尽管引发沉默的来源不同, 但siRNA 和miRNA 都参与构成结构相似的RISC, 在作用方式上二者有很大的相似性。
RNA干涉广泛存在于植物、动物等真核生物中,与基因本身及转录并无任何关系,属于转录后水平的基因沉默机制。Djikeng 与Fjose 等研究表明,无脊椎动物和植物中的RNA 干涉具有抑制侵入宿主体内的病毒和转座子,减弱和清除其基因毒性的作用 。转基因植物中出现的基因沉默作用也是宿主细胞通过RNA 干涉而实现的自我保护反应 。动物基因组对自私DNA(selfish DNA) ,例如病毒和转座元(transposon)的入侵和转录异常的抑制也是通过RNA 干涉实现的,因为在一般情况下生物体内不会产生双链RNA。当病毒或转座元等外来遗传物质侵入时,由于它们自身生活周期的需要,才会产生双链异常RNA(aberrant RNA) 或称为无赖RNA ( rogue RNA) 。生物体可能是在进化过程中形成了RNA 干涉等防卫机制来抵御外来遗传物质的寄生。
文章作者Daniel Anderson表示,“RNAi作为一种治疗试剂具有巨大的潜力”,但是去年发表于《Nature》上的一篇文章,来自另外一个研究团队的研究人员发现用于RNA干扰的一种RNA:shRNA在大剂量使用的时候,会扰乱另外一个关键的RNA途径——microRNA途径,从而引起研究中的小鼠死亡。这一结果引起了一些RNAi研究人员的担忧。
Anderson说,“这是证实shRNA会引起小鼠死亡的第一篇文章,研究人员担心第二种小RNA:siRNA也会引起同样的毒性”。
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