RNAi应用研究两项最新突破

【字体: 时间:2008年05月12日 来源:生物通

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  RNAi是真核生物中普遍存在的抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制。随着研究的不断深入,RNAi的机制正在被逐步阐明,而同时作为功能基因组研究领域中的有力工具,RNAi也越来越为人们所重视。近期,来自美国的研究人员在RNAi的应用研究和技术革新方面取得了重要进展。

  

生物通报道:RNAi是真核生物中普遍存在的抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制。随着研究的不断深入,RNAi的机制正在被逐步阐明,而同时作为功能基因组研究领域中的有力工具,RNAi也越来越为人们所重视。近期,来自美国的研究人员在RNAi的应用研究和技术革新方面取得了重要进展。

发现保守免疫基因

一项新的研究正在证实,利用RNA干扰(RNAi)分析和比较基因组学能够鉴定出物种间与免疫有关的基因。

 在本周的《PNAS》杂志上的一篇文章中,来自美国NIH和杜克大学的研究人员利用RNAi分析了线虫(Caenorhabditis elegans)和培养细胞,并鉴定出数十个可能与先天免疫有关的基因。然后,他们确定出11个基因有助于免疫力。该研究组进一步在活体线虫突变体中验证了四个基因。

 由于这些基因在这些系统中是保守的,因此它们还在人类免疫系统中起作用,并因此提供了新的治疗靶标。

  为了更好的了解这个系统,研究人员利用RNAi筛选技术鉴定出影响几种不同生物先天免疫的基因。

 首先,他们逐个敲出研究了1号染色体上2416个基因以观察它们的影响。研究人员表示,线虫模型系统尤其适合进行这类实验。

 尽管现场缺少高等动物免疫系统的成分,但它们却能够根据可能的病原物表达抗微生物蛋白。研究人员发明了这种技术来测量线虫免疫应答,他们将一种绿色荧光编码基因与一种叫做clec-85的抗微生物蛋白启动子融合在一起。

 被检查的1号染色体基因的1.3%32个)影响clec-85的表达。接着,研究人员利用小RNAi方法逐个敲出大约200个与免疫功能或胁迫反应相关的候选基因。不出研究人员所料,这种方法的筛选效率更高。实验鉴定出192个基因中的25个基因是clec-85-GFP完整表达必须的。

 当他们确定出这32个基因的产物时,呀牛人也发现了几个包含这些基因编码的蛋白质中至少一种的不同网络。

 其中一个网络含有筛选中鉴定出的4种蛋白质,并且它们都能够与一种叫做SIAH-1的酶相互作用,而这种酶则能够调节转录因子NF-kappa-B的活性。因此,研究人员推出,这个网络中的其他基因或基因产品可能也是先天免疫系统的一部分。

 他们再次使用RNAi检验这个假设,抑制了这个网络中的两个基因siah-1cri-3。和预测的一样,当这两个基因被抑制时,clec-85-GFP表达减少。

 研究人员对小鼠巨噬细胞培养物也进行了siRNA筛选实验,逐个敲出了59个在现场中鉴定出的免疫基因中的27个,然后分析是否在细胞接触线虫脂多糖时对细胞激素生产的影响。利用这种方法,他们鉴定出了11个基因能同样影响线虫和小鼠巨噬细胞的免疫反应。他们还进一步在活体突变线虫株中验证了其中四个基因。

MIT:安全有效的RNAi技术

来自MITAlnylam医药公司的研究人员发明了进行RNA干扰(RNAi)的安全有效方法。RNAi被认为有潜力治疗包括癌症和肝炎在内的各种疾病。

 MITDaniel Anderson解释说,RNA干扰之所以让许多人兴奋不已,其中一个原因是希望它能够提供一种控制我们身体中几乎任何一个基因的新方法。这项新研究成为本期《自然·生物技术》杂志的封面故事。

 研究人员将RNAi看作是一种能关闭特定致病基因的途径。尽管有这种潜力,但研究这项技术的研究人员却面临一个重要难题:如何将RNAi制剂传递到靶标组织。

 现在,MIT/Alnylam研究组开发了一个新分子库,能够成功将RNAi制剂传递到几种动物中,包括小鼠、大鼠和猕猴。该研究组希望能够在接下来的几年里在人类临床试验中检测这种传递材料。

 RNAi通过干扰遗传信息从细胞核流向细胞中的蛋白质制造机器。通过干扰mRNA,基因表达能够被开启或关闭。

 传递RNAi的一种方法是将siRNA(短干扰RNA)打包到纳米颗粒中,然后将颗粒直接传递到靶标细胞。

 在之前的研究中,脂质(脂溶性分子,如脂肪、蜡和胆固醇)有潜力成为RNAi传递制剂。但是,只有有限的几种不同材料在研究中进行了研究。

 利用一种新的高速合成方法,这个研究组构建了一个巨大的类脂分子库,即 lipidoids。这些化学方法的一个主要优势是便利产生大量不同的分子,而这些分子可能用于不同的RNAi治疗和药物传递问题。

 MIT的研究组发现几种lipidoids能够成功将siRNA传递到肝脏中,并可以用于治疗从癌症到病毒感染的各种疾病。他们还证实siRNA传递到肺脏能够抑制呼吸道病毒的基因表达。这种lipidoids还能够将siRNA传递到一种特殊的免疫细胞——巨噬细胞。

 在一些情况下,单次的RNAi注射效果能够持续4周时间。研究人员还证实,他们能够一次抑制两个基因,从而暗示出治疗与多个基因有关疾病的可能。这种传递系统还能用于另外一种类型的RNAi,即干扰性microRNA。(生物通雪花)

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