[新技术] 芽殖酵母中的RNAi

　　

为了还原芽殖酵母中的RNAi，Whitehead研究所的研究人员S. castellii的DCR1和Argonaute基因移植到酿酒酵母中，意外发现能恢复后者的RNAi功能。这项成果发表在近期的《科学》杂志上。

尽管RNAi在众多物种中广泛存在，但你或许不知道，一种著名的模式生物中竟然没有RNAi，它就是酿酒酵母。在很长一段时间，人们并不知道这个现象。后来，人们开始研究芽殖酵母中的RNAi，对此大感遗憾。

所有的芽殖酵母都缺乏将双链RNA加工成小干扰RNA（siRNA）的Dicer酶，不过有一些保留了Argonaute的同源物，Argonaute是RNA诱导干扰复合物中的核心成分。于是，美国麻省理工Whitehead研究所的David Bartel及他的同事想进一步了解，是不是含有Argonaute的酵母能进行RNAi。

他们寻找了几个物种中的候选siRNA，包括与酿酒酵母亲缘关系很近的S. castellii，并鉴定出许多分子，它们表现出Dicer切割内源双链RNA的特征。尽管他们没找到典型的Dicer，但通过更开放地搜索RNase III切割结构域，他们发现了一种有着类似功能的新蛋白，命名为DCR1。

与其它物种的Dicer相比，DCR1缺乏了标准的功能结构域，但也能与Argonaute合作，开展RNAi。研究人员随后将S. castellii的DCR1和Argonaute基因移植到酿酒酵母中，发现足以恢复后者的RNAi功能。Bartel说：“它能够knock down我们每一个目标基因的表达。”

在S. castellii中，RNAi机制的作用之一似乎是实现还原转座子的沉默，而移植之后，过去RNAi缺陷的酿酒酵母也具备了同样的功能。结果显示，RNAi机制能识别以前不能识别的转座子，并特异地干扰它，其中没有用到细胞中的其他基因。

这些研究结果颇出人意料。Bartel及其同事和合作者Gerald Fink下一步想应用RNAi来对付致病酵母Candida albicans—另一种表达DCR1的棘手菌株。

原文摘要：

RNAi in Budding Yeast
Science 23 October 2009: Vol. 326. no. 5952, pp. 544 – 550

RNA interference (RNAi), a gene-silencing pathway triggered by double-stranded RNA, is conserved in diverse eukaryotic species but has been lost in the model budding yeast Saccharomyces cerevisiae. Here, we show that RNAi is present in other budding yeast species, including Saccharomyces castellii and Candida albicans. These species use noncanonical Dicer proteins to generate small interfering RNAs, which mostly correspond to transposable elements and Y' subtelomeric repeats. In S. castellii, RNAi mutants are viable but have excess Y' messenger RNA levels. In S. cerevisiae, introducing Dicer and Argonaute of S. castellii restores RNAi, and the reconstituted pathway silences endogenous retrotransposons. These results identify a previously unknown class of Dicer proteins, bring the tool of RNAi to the study of budding yeasts, and bring the tools of budding yeast to the study of RNAi.