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miRNA研究解决方案

美国GeneCopoeia公司是目前全球最大的基因和miRNA功能研究材料供应商之一,为客户提供全球最多的人类编码全长蛋白的ORF克隆。这些ORF构建在具有不同特征的多套载体中,使这些克隆易于在多种不同类型的细胞及无细胞转录翻译偶联体系中进行功能分析、蛋白质表达和纯化、大规模功能基因组学和蛋白质组学研究。 GeneCopoeia关注miRNA研究领域多年,基于自身强大的专业技术与完善的基因功能研究 。

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RNA沉默途径中的“卫兵”

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发布日期:2011-01-05 02:39 文章来源:美国GeneCopoeia(复能基因)
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关键词: GeneCopoeia RNAi   点击次数:

在RNA沉默途径中,Argonaute蛋白这种没有序列特异性的RNA结合蛋白可以与各种不同序列小RNA向导链相结合,形成有沉默功能的RISC复合体。因此这条途径还需要一个“卫兵”或者“看门人”构成一套监视系统,以确保Argonaute蛋白是与小RNA分子相结合,而不是降解这些效应分子,导致“脱靶”效应发生。目前看来,这种监视系统主要是通过小RNA向导链分子特异性的结构特征来形成的。

如前所述,Dicer蛋白可以帮助siRNA分子结合到RISC复合体上,防止siRNA合成之后漫无目的地在胞质中“游荡”。Dicer蛋白的这种功能也许还能够帮助鉴别哪些是真正的siRNA分子,哪些是无用的RNA降解产物。由Dicer蛋白这类RNaseIII酶生成的小RNA产物具有特异性的5'端单磷酸基团和3'端二碱基突出末端。Argonaute蛋白的PAZ结构域在这条监视途径(即区分哪些是真正的siRNA分子,哪些是其它无用的RNA降解产物)中可能是第一个发挥作用的,因为它能够与小RNA产物特异性的3'端二碱基突出末端相结合。另外,小RNA分子向导链要能够与RISC复合体结合并诱导目的mRNA分子降解也需要其5'端具备单磷酸基团。在人体中,siRNA分子5'端的磷酸化修饰过程是CLP1酶作用的结果,CLP1酶还在mRNA 3'端生成过程和tRNA剪切过程中发挥了作用。有意思的是,tRNA剪切过程和mRNA 3'端生成过程都发生在核内,这说明5'端有羟基基团的siRNA双链分子是被转运或弥散到核内的,然后在经由CLP1酶磷酸化修饰之后再进入胞质中与RISC复合体结合。

RNA沉默信号在扩增过程中还需要同时注意避免将危险的“脱靶”信号也一同放大了。比如,piRNA生成过程中发挥重要作用的ping-pong循环机制就不会导致过度的RNA沉默,因为RdRP酶只会根据目的mRNA分子上游或下游的起始触发区域(initial trigger region)来互补生成siRNA产物。ping-pong循环机制只会保守地扩增功能性的初级piRNA序列(即来自生殖细胞的序列)。不过,我们也能够预测,任何RdRP酶生成的脱靶信号同样会导致沉默连锁反应或过度沉默效应,导致非常严重的后果。因此,细胞必须能够防止RdRP酶“被滥用”。基于RdRP酶的信号扩增途径有一个非常明显的特征,那就是该途径只在靶标出现时才会发挥作用,这也就是说只有在真正需要扩增信号时该途径才会被启动。在秀丽隐杆线虫中对触发沉默途径的dsRNA的处理和促进初级siRNA与含有RDE-1蛋白复合体结合的效率似乎都不怎么高,这也就限制了含有RDE-1蛋白的复合体对靶标第一轮的识别,从而尽量将脱靶信号的扩增概率降到了最低。另外,每一个次级siRNA分子似乎都是由非持续性的、能够自由抑制的RdRP酶生成的,因此这也能够避免发生过度的沉默效应。细胞内还有一种机制,那就是能够与次级siRNA结合的SAGO蛋白上缺乏能够降解mRNA分子的活性位点,这样就能够抑制沉默信号的放大。不过,细胞内生成的SAGO蛋白比较有限,因此它们所能发挥的限制作用也不够强大。

在粟酒裂殖酵母和秀丽隐杆线虫体内的RNA干扰途径中还有一个负向调控因子,那就是保守的siRNA核酸酶,这条调控途径也被称作增强型RNAi途径(enhanced RNAi)。在粟酒裂殖酵母和秀丽隐杆线虫体内保守的siRNA核酸酶分别是Eri1蛋白和ERI-1蛋白。在粟酒裂殖酵母中,转基因沉默(transgene silencing)途径与类似于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)体内的TRAMP复合体的一种复合物有关。该复合体负责在核内发挥监视作用,主要降解来自外来体(exosome)的异常转录产物。因此,粟酒裂殖酵母体内的RNAi途径是被严密监控的,它只能对细胞基因组转录产物发挥作用,从目前研究结果来看,该途径似乎受制于RNA质控系统。

编辑: helen

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