Can thiệp RNA và làm im lặng gen

RNA sợi đôi kích hoạt cơ chế làm im lặng gen đặc hiệu trình tự như thế nào — một con đường bảo vệ và điều hòa, đồng thời là một công cụ phòng thí nghiệm mạnh mẽ.

Definition

Can thiệp RNA là một con đường làm im lặng gen được bảo tồn, trong đó RNA sợi đôi được xử lý thành các RNA dẫn đường ngắn định hướng một phức hợp protein đến các RNA thông tin bổ sung, dẫn đến sự phân cắt hoặc ức chế dịch mã của chúng.

Scope

Chủ đề này bao gồm can thiệp RNA và cơ chế làm im lặng RNA nhỏ liên quan: sự kích hoạt làm im lặng bởi RNA sợi đôi, quá trình xử lý thành các RNA can thiệp nhỏ, hoạt động của phức hợp tác động làm im lặng, và vai trò sinh học của con đường này trong việc bảo vệ chống lại virus và transposon, cũng như trong điều hòa gen. Nó cũng đề cập đến việc sử dụng RNAi như một chiến lược thử nghiệm và điều trị. Các microRNA nội sinh được đề cập đầy đủ hơn trong phần RNA không mã hóa.

Core questions

• RNA sợi đôi gây ra sự làm im lặng gen đặc hiệu như thế nào?
• RNA kích hoạt được xử lý thành các RNA can thiệp nhỏ như thế nào?
• Phức hợp làm im lặng tác động lên mRNA mục tiêu như thế nào?
• Vai trò tự nhiên của can thiệp RNA là gì, và nó được sử dụng trong phòng thí nghiệm như thế nào?

Key theories

RNA sợi đôi như một yếu tố kích hoạt làm im lặng

Fire và Mello đã chỉ ra rằng RNA sợi đôi, mạnh hơn nhiều so với một sợi đơn lẻ, làm im lặng gen tương ứng một cách đặc hiệu trình tự, tiết lộ can thiệp RNA như một con đường điều hòa được xác định.

Làm im lặng tác động được dẫn hướng

RNA sợi đôi dài được cắt thành các phức hợp ngắn có sợi dẫn đường lập trình một phức hợp tác động để nhận diện các thông điệp bổ sung, kết nối tính đặc hiệu trình tự với sự phân cắt hoặc ức chế mRNA.

Mechanisms

Một endonuclease xử lý RNA sợi đôi dài thành các phức hợp RNA can thiệp ngắn, một sợi trong số đó được nạp làm sợi dẫn đường vào phức hợp làm im lặng cảm ứng RNA chứa protein Argonaute. RNA dẫn đường bắt cặp bazơ với các RNA thông tin bổ sung, định hướng sự phân cắt của chúng khi bắt cặp rộng rãi hoặc ức chế dịch mã của chúng khi bắt cặp một phần. Con đường này trùng lặp về mặt cơ chế với cơ chế làm im lặng microRNA nội sinh và, ở một số sinh vật, có thể định hướng làm im lặng ở cấp độ nhiễm sắc thể, cung cấp sự bảo vệ chống lại virus và các yếu tố di động cũng như điều hòa gen.

Clinical relevance

Can thiệp RNA là một công cụ tiêu chuẩn để làm suy yếu gen trong nghiên cứu và là cơ sở của các liệu pháp RNA nhỏ đã được phê duyệt; được cung cấp dưới dạng ý nghĩa, không phải hướng dẫn lâm sàng.

History

Năm 1998, Fire và Mello đã chứng minh rằng RNA sợi đôi kích hoạt sự làm im lặng mạnh mẽ, đặc hiệu ở C. elegans, định nghĩa can thiệp RNA và mang lại Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2006, sau đó các thành phần và công dụng của con đường này đã được phát triển nhanh chóng.

Key figures

• Andrew Fire
• Craig Mello

Seminal works

• fire1998
• alberts2014

Frequently asked questions

Điều gì kích hoạt can thiệp RNA?

RNA sợi đôi phù hợp với một gen; nó được xử lý thành các sợi dẫn đường ngắn định hướng làm im lặng RNA thông tin của gen đó.

Tại sao can thiệp RNA hữu ích trong phòng thí nghiệm?

Việc đưa vào một RNA sợi đôi hoặc RNA can thiệp nhỏ phù hợp cho phép các nhà nghiên cứu giảm cụ thể sự biểu hiện của một gen đã chọn để nghiên cứu chức năng của nó.