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siRNA脱靶效应研究进展


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生物 技 术 通报 
?

综 述 与 专论 ?  

Bl ECHNoL oT oGY BU ET N    LL I

20 0 7年 第 4期 

s N i A脱 靶 效 应 研 究 进 展  R
邹凌 云 王 正 志 
( 国防科 技大 学机 电工程 与 自动 化学 院 , 沙 4 0 7 ) 长 10 3 



要 : RN 干扰过程 中,R A s NA和 mRN i A特 异结 合 能够使得靶 基 因沉 默。但 研究 证 实 ,RN 可能 与非靶 基 因 s A i  

结合 而导致非 靶基 因沉默 , 种现 象称 为 s NA脱 靶效应 。多种真 核生物 中的 R 这 i R NA干扰 实验 证 实 了脱靶 效应 的存在 。对 

脱靶机 制的研 究发现 脱靶 可能与模 体 匹配 、 结构和 长 dR sNA等 有 关, 多新方 法被提 出来预 测脱 靶概 率和 检测 脱靶 基 因。 很   通过利 用 s A p o、 学修饰 和生物 信息 学方 法能够尽 可能地 降低 脱靶效应 , 高 RNA 实验 的质 量。对 脱靶 效应 方 面 i RN   ol 化 提 i  
的研 究进 行 了总结论 述。   、  

关键词 : RN 干扰 A

短 干扰 R NA 脱靶 效应 

Ad a c s o   i v n e   f sRNA  f -a g t Efe t  o t r e  f c s
Zo   n y n W a g Zh n z i u Li g u   n   e g h 

( oeeo  ehns & Au m tai , aoa U & rt o e neTcnl y C agh  10 3  C lg fM cai l m t ai tn N t nl n e i  Df c  eh o g ,hnsa40 7 ) o zo i   sy f e o
Ab t c : I   sr t a   n RNA  n e ee c , R A   a   i n e tre  e e  p c cl   y bn i g c r s o dn   it r r n e s N s c r s e c   ag t g n s s e i a y b   id n   o r p n g mRN A. u   f i ll i f l e i B t
r c n  rs ac s o fr  t t i N As r  lk l t a t n o tr e ge s nd e e t ee he c n m ha s r i R  a e i ey o c o  n n—ag t ne a  de rde he . s s O cle “ f- g a  t m Thi  S — ald o    i
tr e e e t”I a g t f cs . n r cnt e e  ye r, f-ag t fe t a e fr e as o t e e cs r a m d t b  e it n o e u ay e ;nd ee c s n o -ag t r i O e x s i s m  e k r ots a  rsa he o r f t e  r m e h ns  id ct t a o - ag t m a    as it   i m o f mac e ,tucu e a  on  dR N As e   eho s f r cai m n ae h t f tr es i y be socai on w t h  i t   th s s r t r s nd l g s . w m t d o  N d tc n  o -ag t fe t ae r sntd o i al F rh r o e t e pp c to s f i N A po lc e cl ee t g f tr e e cs r  p ee e  c nt i nu l y.u t e m r ,h  a l a n  o  s i i R o , h mia m o f ai n  i c d i to s a   onfr tc m e s re nce ig o i ni z of-ag t n ea to  a d m p o  t  q l y f R N A ntre e e nd bii o mais n a  a  i r a n  t m s i m e f tr e it rcins n  i r ve he uai  o   t i e rnc  f e ei e t. is is e ie a  o e ve xp rm n s Th   su  gv s n v riw a ou t  n w  o es ft   i b t he e pr g s o  he sl r LNA o -age  fe t. ft r t e cs  

Ke yWO d : R NA n e e e c   s rs i tr rn e i f RNA  o -ag t e e t f t e  f c   r s

R A 干 扰 ( N   t f ec , N i 过 程 中 , N R A i e e ne R A ) n rr 短  干 扰 R A(h r i e ee c  N s N 与 靶 基 因  N sot n r rneR A.i A)  tf R 的 结合 是 高度 特异 的 . 因此 . N i 术 被 广 泛 用来  R A 技

路径上 的调控 因子 的大规模基 因敲 除实验 中 . 筛  选 出来 的 一 些 候 选 因 子 被 证 实 是 由 于 s N 沉 默  i A R 了 决 定 剧 F  活 性 的 氧 调 节 亚 单 元  . . 而 表    达 的 [ 而 在 一个 以持 家基 因 C co h i  3   】 yl inB和 D I p l B  ( i e a b dn   hbt ) 为 靶 的 R A 实 验 中 , da p m.i i i ii r z n gn o N i  

抑 制特 定 基 因 的表 达 该 技术 的 出现 被认 为 在 治疗  肿瘤 和 其 他疾 病 方 面有 着 光 明 的应 用前 景 …。最初 
人们认为 R A 需 要 s N N i i A和 靶 mR A 在 序 列 上  R N 高度 一 致才 能实 现 . 因而 最初 所 观 测 到 的 一 些脱 靶 

s N i A诱 导 了一 个 与 靶无 关 的 细胞 发 育 表 型 . 由 R 是   于其 与序 列 互 补度 高 的非靶 基 因作用 引 发 的[ 其  4 ]   它一 些 类 似 的研 究 也 都 表 明 . R A作 用 过 程 中存  sN i 在非 特 异性 . 可能 与 非 靶基 因之 外 的 其它 基 因作 用  而非 特异 地 阻 断基 因表 达 .产 生 意 料 之外 的效 用 .  
称为 s N i A脱 靶 效应 (f t gt f c , T s 。目前  R o . re ef t 0 E ) a   es

基 因 沉 默 都 被 当 作 不 合 理 的 事 件 给 忽 略 掉 了 
Jco ak n等 人 利 用 基 因 表 达 切 面 研 究 人 体 细 胞 内  s N i A引 导 的基 因沉 默 的 特 异性 性 质 . 到 的转 录  R 得

剖面 显 示 出 s N 特异 信 号 而 不是 靶 特 异 信 号 . i A R 其 
中包 括 拥有 少 于 l 个 连 续 核 苷 酸 与 s N 一致 的  1 i A R

已 知脱 靶 效 应 在 mR A水 平 和 蛋 白质 表 达 水 平 上  N 都 能 够 检测 出来 [。R A干 扰 的 这种 非特 异 性 可 能  5 N 】
导 致 无 法 正 确 解 释基 因 功 能 . 以及 导 致 R A 技 术  N i

非靶 基 因直 接 沉 默 [ 在使 用 R A 技 术 识 别 人 类  2   】 Ni

低 氧 诱 导 因 子 ( y oi. d cb  atr 删F. ) H p x口 i u il fco. n e  , .  ,
收 稿 日期 :0 70 —8 2 0 —12  

作者简介: 邹凌  ̄(9 9 )男 , 17 一 , 湖南人 , 博士研究生 , 研究方 向: 生物信息学 ; e:7 1 5 4 9 ;— alzuig u @n d. u l T 】0 3 — 7 9 1 Em i:ol y n u td .' 4 n e Cl   通讯作者 : 王正 志 (9 6 )男 , 海 人 , 授 , 究 方 向 : 物信 息学 ; e:7 14 7 9 1 14 . , 上 教 研 生 T l0 3 .5 4 9 

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生物技 术 通报 B oeh oo y B l t   itc n lg   ul i en

20 0 7年第 4期 

开 发的治疗药物存在 毒副作用等一 系列后 果【 . 4     I
将 严 重影 响 R A 技 术 的应 用 前景 。 N i  

沉 默 的转 录集 . 就证 明非 靶 基 因沉 默 是序 列 介 导  这

的 并且 是 独立 于传 输方 式 的【 9 】  脱靶 沉 默 HI-口的  F  s N 和  i A R 口都 具 有 序 列 片 段 A G A T. 且  G CG 并
该 s N i A极 有 可 能 引 发在 3 端 U R 区具 有 多 个 这  R   T 种 7 t 体 的 m N 降 解 【 s N 与 脱 靶 基 因 的  n模 R A 3 i A 】 R  

1 引发 脱 靶 效 应 的 因素   
11 s . i   RNA 与 非靶 基 因存 在 序 列 匹配 

111 s N 和非 靶 基 因 结 合 区域 存 在 一 定 程 度  .. i A   R
的匹 配 原来 普遍 认 为产 生 R A 的前 提 是 s N   N i i A R 和靶 序 列 完 全 匹 配 或 者 最 多允 许 1 2个 碱 基 的失  ~ 配  对 于 1n 9 t的 s N i A序 列 . 用 于 R A 中要 求  R 应 N i 连续 1 7个 以上 的碱 基 和靶 基 因配对 。 但是 , c sn J ko   a
发 现 人 体 细 胞 内 某 些 s N 能 够 沉 默 少 于 连 续 1  i A R 1

这 种 作 用 形 式 和 m R A 诱 导 的 基 因调 控 很 相 似 . iN   说 明二 者 之 间存 在着 一 个 强有 力 的平 行 机制 【 8   ’
12 mR .  NA局 部 二级 结 构 的影 响  s N i A作 用 靶 区 域 的 局 部 二 级 结 构 是 否 影 响  R

了 s N 的作用 效 果 . 们对 此 一 直 存 在争 论 。作  i A R 人
用 靶 的结构 如 果 能够 影 响 s N 的活 性 . 某 些 非  i A R 则 靶 基 因在 结 构 上可 能具 有 被 s N i A影 响 的特 点 . R 从  而 引发 脱靶 效应 [ 对 人类 T     0 1 R 基 因的 m N R A结 

个 碱 基 和 它 匹 配 的 非 靶 基 因[. 说 明 R A 允 许  2这 J N i


定程 度 的碱 基缺 失 和 失配 。因 此 , 在一 些 植 物 和 

动物 中 s N i A在 同一 个 基 因组 内 可 能具 有 几 百 个  R

靶  在 果 蝇 基 因组 范 围 内 的 R A 筛 选 结 果 表 明 . N i  
和 dR A序 列 存 在 一 定程 度 同源 的非 靶 基 因 的 表  sN

构 进 行 的生 物信 息学 分 析 表 明 . 因 敲除 和 靶 区域  基
的 局部 自由能 之 间有 着 直接 关 系 . 区域 的二 级 结  靶
构 越 复杂 .i N 的沉 默 效率 就 越低 【 。O eh f将  s A R 1 0 vro 】

达受 到抑 制 [ 对 来 自于 Qae ( -vqae . n) 6 ] 。 i n W -.i nc 和  g WV g o
A b0 ( w a bo . n)两 个数 据 库 的 3 9个公  m in w w. inc m o 5 开的s N i A序 列 进行 的研究 发 现 . 中 大约 7 %的  R 其 5

大量的 s N i A作 用 于 E v o R C 3 4细 胞基 因 IAM— 和  C  
K6 5 2细 胞基 因 S rhi uv ̄  的 m N R A局 部靶 区域 . 用  使


sN i A具 有 引 起脱 靶 效 应 的 风 险 . 且 对 于数 据 库  R 并
中所 有可 能 存在 靶 的 s N i A而言 . 每个 靶允 许 失  R 在 配 的情 况 下 . 其对 应 的 s N i A不 惟 一【。 R 7  】 112 s N .. i A和 非 靶 基 因 的 3 U R序 列 存 在 匹 配    R  T
的模 体 f t ) i iga 等人采 用微 阵列表 达 切面  m0 fBr n hm i m

个迭 代 计 算方 法 分类 并 通 过 H— N s 验 检验 . R ae实  

将靶 结 构 分 为易 受 影 响 的和 不 易受 影 响 的两类 . 并  采用 一 个 叫 做 I 5 C 0的 值 来 表示 s N i A对 靶 的 抑 制  R 程 度  和不 易 受 影 响 的靶 位 点相 比 . 易受 影 响 的 靶  位 点 的 I5 C 0的值 要 低 数 十 倍 .表 明局 部 的靶 结 构 
确 实 影 响 了 s N 的 活 性 [  i A R 1 1 】 13 长 dRNA 对 脱 靶 的 影 响  .   s

建立 s N i A传染 人 类体 细 胞 的脱 靶数 据 库 . 用 普  R 采
通 和定 制权 重 参数 的 s i — a ml mt w t a h e n算 法搜 索 脱 靶 

数 据 库 。结 果 表 明 . 去 近 似 完 美 一 致 的 情 况 ( 除 例 
如. 匹配 达 到 1/9 1/0 1/0等 等 ) 没 有 一 个  8 1 ,82 ,92 , 测 试参 数 集 能 确定 特 定 基 因 的表 达是 否 与 给 定 的  s N 有关 。相 反 ,i N i A R s A种 子 区域 (e drgo ) R se  i 六  e n

人 们 在 小 鼠 卵 细 胞 中 由 长 双 链 R A 诱 导 的  N
R A 干扰 中没 有发 现脱 靶 效 应【】 N 1 2  而在 果蝇 中使 用  长 双链 R A( s N . N dR A) 开始 时 也 被 认 为能 够 降 低 的  脱 靶 效 应 的 比 例 :但 更 深 入 的 研 究 显 示 . 由长  dR A 内部 同源序 列 引 发 的 0r s 果蝇 体 内是 普  sN   在 E

聚体 (ea e ) 者七 聚 体 ( etm r ( 置 2 7或  h xm r或 hpa e ) 位 ~
2 8 和 3 U R 区 ( 5 U R 区 或 者 O F区 ) 间  ~ )  T 非  T R 之 的完 全 匹 配 与脱 靶 有 关 [ 在 人 体 H L 8 】   e a细 胞 等 多  种 细胞 中的 s N i A传 染 实验 中 . R 大部 分 沉 默 的 非靶  基 因 序 列 的 3 U R 区 和 s N 的种 子 区域 fe d ,T i A R Se 

遍存 在 的[ 果 蝇 体 内长 d R A引 发 R A 过 程 中 . 6 】   sN N i   和非 靶 序 列 具 有 大 于等 于 1 核 苷 酸 完全 匹配 的  9个
dR A导 致 脱 靶 效 用 中假 阳性 错 误 率 增 大 .而 和  sN 非靶序列 具有少 于 1 9个 核 苷 酸 匹 配 的 dR A 的 sN  

R g n 的序 列 互 补 。如 果 将 s N ei ) 0 i A种 子 区域 序 列  R 和脱 靶 序列 失 配 . 来 的脱 靶 沉 默 的序列 集 的数 量  原 减少 . 是 会沉 默 其 它 和失 配 的种 子 区域 序 列 互 补  但
的 序 列 集 :将 i N 的 情 况 扩 展 到 短 发 夹 R A R A N  

脱 靶 可 能性 明显 降低 [ 利用 计 算 机方 法对 现 代 人  1 3 】
( mDspe ) 秀 丽 线 虫 ( .l as 和 裂 殖 酵 母  Ho  a i   、 Cee n ) g

菌 f.o e 的基 因 组及 其 转 录体 数 据 的 分 析 结果  Sp mb )

显 示 . 的序 列 特 异 性 和低 脱 靶 反 应概 率 的最 优平  高
衡于长度为 2n 的 s N 1t i A.其 对 应 的 d R A 长度  R sN


(h r hi i R A.h N ,则 发 现一 个 可 诱 导 的  s0t a pn N sR A)   r   sR A 沉 默 了 曾 经 被 一 个 具 有 相 同序 列 的 s N   hN i A R

般 为 10 4 0 t 当初 始 的 dR A序 列 长 度 更 大  0 ~ 0 n. sN

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20 0 7年第 4期  时脱 靶 的几率 会 增 加【】 H。  

邹凌 云等 : R A脱靶 效应研究进展  sN i

6  1

平 监 控脱 靶 效 应 l 总 的来 说 , 算 机 预测 方 法 比  。 计
实 验 方法 速 度更 快成 本 更 低 ,但 预 测精 度 也 更 低 ,  

2 脱 靶 效 应 的预 测 
主 要 的脱 靶 基 因 预 测 方 法 是 寻 找 s N 和 脱  i A R 靶 序列 之 间 的非 完 全 匹配 模 式 。模 式 有 3种 : U G:  

通 常 预 测 的脱 靶 基 因 数 量 超 过 通 过 计 算 机 方 法 识 
别 而且 经 实 验 所证 实 的实 际数 量 的 1 2倍 l - 。  

摇 摆 、 配 和 凸 出( 1 。脱 靶 基 因 沉 默 中 s N   失 图 ) i A R 和基 因序 列 至少 有 3个 碱 基 失 配 。 型 的情 况 是 连  典
续 4 5个碱 基 失 配 。   而且 尾 端 凸 出模 式 很 常 见 。因 

3 最 小 化 脱 靶 效 应 的 方 法 
G:  w bbI   Mi ma h U o e s tc  

^  2 ^  I

\ 

/ 
sR A iN  
mRNA 

C A — G C A C  ̄ A G G   G I G A CU U U GA A
AU G^ A U CG G G AU GG CC UC r AC G U C  G cC UC UU GA AA CG   A A GL ̄ GA AC G

此 .使 用 传 统 的 B A T来 搜 索 脱 靶 基 因会 忽 略很  LS 多候 选 的脱靶 基 因 .而 精 确 的实 验 方 法成 本 很 高 。  
通 过 一 些 计算 生 物 学 方 法 能 够 在 精 度 和 成 本 之 间  得 到 平 衡 . 如 通 过 种 子 散 列 、 类 原 理 和 组 合 法  例 归 来识 别 s N 和脱 靶 基 因之 间 的 失 配模 式 . 以迅  i A R 可

l l I ll l: l. I   l l l l ll l 1 1¨  

… … … l l. l   l 1… J   AI AC UUr GAA [GCACI'GG  G . 0 A

A  A t  

sR A i I 

/  
T r na  bul e e mi l g  0 si HA n  R  

/   Ⅵi m  c   s h


Ieab g n r lu e t n  l   O n 

图 1 sRN 与 mRN   i A A序 列 的 三 种 非 完 全 匹 配 形 式 

速 找 出候 选 的脱 靶 基 因[ : i 人 采 用 n ga 1 Qu等 5 1 .ri n特  征 图 表 示 特 征 空 间 的 搜 索 算 法 .能 够 有 效 寻 找 与  s N i A发 生交 叉 反 应 的非 靶 序 列 . R 其搜 索结 果 发 现  脱靶 效 应在 人 类 、 丽 线 虫 和裂 殖 酵 母 菌 体 内发 生  秀
的几 率 相 当 大 。在 不 同组 织 中从 5 % 8 %变 化 【 : 0 ?  4 ]

s N i A脱 靶 阻 碍 了 R A 干 扰 技 术 的 应 用 . R N 如  何 最小 化 脱靶 效 应 成 为人 们 关 心 的 问题 。 过 不 断  通
研 究 ,人 们 发 现 s N   Ol i A p O 、化 学 修 饰 、最 优 化  R

sN i A设计 能 够 显 著 降低 脱 靶 效应  R
3.  sRN A  p l 1 i oo 

Za ho等人 使 用 重 叠 和 非 重 叠 的混 合 qga 过滤 技  .rm 术 . 合 考 虑 s N 和脱 靶 序列 之 间 的三种 非完 全  综 i A R 匹配情 况 . 检测 脱 靶 基 因的 速度 比传 统 序 列 比对 方  法快 几 十倍 . 并根 据 s N i A的脱 靶 得 分 可 以估 计潜  R 在 的脱 靶数 量 和特 异 程 度【】 些 预测 脱 靶 基 因 的  l 6  一 软件 不 断被 研 制 出来 , s N S a 、 sh c 。 用  如 i A cn dC ek 使 R
s N Sa i A cn对 2 R 5种 植 物 的 基 因组 和 转 录 序 列 进 行 

多个 实 验 室 已经 证 实 当 s N 的 浓 度 减 小 的  i A R

时 候 脱靶 效 应 逐 渐 消 失 . 而 . 然 当人 们 试 图将 这 个 
基 于 浓 度 的 方 法 应 用 于更 广 泛 的范 围 的 时候 却 失 

败了. 因为 脱 靶 效应 下 降时 的浓 度 和靶 基 因敲 除水  平下 降 时 的浓 度 是 可 比较 的 。不 过 . 过 采 取 一个  通
名 叫 “o 1 g 的策 略解 决 了这 个 问题 , 如 果 利 用  pon ” i 即


分 析 . 测 出来 的脱 靶 基 因有 超 过 5 %在 实 验 检测  预 O 中沉 默 【 。D C ek能 够 对 长 dR A进 行 分析 . l 7 shc 】 sN 按  照脱靶 效 应 的 大小 快 速列 出候 选 的脱靶 基 因【    】 并 不是 所 有 基 于 寻 找 失 配 模 式 的计 算 方 法 都  能 够有 效 预 测脱 靶 基 因 . 最 大 序 列 比对 方 法 就不  像 能 有 效 预测 R A 干 扰路 径 上 的 脱 靶 .因 为脱 靶 和  N
非 脱 靶 基 因 的最 大 比对 得 分 的分 布是 统 计 意 义 上  不 可 区分 的[,  但 很 多其 它 方 法 被提 出来 预测 脱  12 90 1

个 由 数 倍 的 双 链 s N 组 成 一 个 po i A R ol进 行 

R A . 靶 基 因 敲 除 中能 够 实 现 最 小 的脱 靶 效 应 。 N i则   虽然 单个 双 链 能 够诱 导 相 当 数量 的脱 靶 , p o 中  但 ol 的sN i A传 染 仅仅诱 导很 小 比例 的脱 靶 。 重 要 的  R 最
是 .因 为 所 有 的 双 链 产 生 的 是 同 一 个 靶 基 因 的 

p o ,因而 这 个 消 除脱 靶 的方法 能 够 实 现而 不 危 害  ol
靶 的 特 异 性 敲 除 [l 2 3  

s N   ol 过 D cr或 者 R aeI i ADo 通 R ie N s I I作 用 于 

靶基因 . 有人 发 现 基 于 字符 串核 的方 法 能 够很 好 地  模 拟 三种 模 式下 的序 列 匹 配 . 且 利 用 这个 方法 检  并
测 出秀 丽 线 虫 等模 式 生 物 基 因组 内发 生 脱 靶 错 误  的 比例 处 于 5 9 %之 间【  而基 于实验 的 方法 则  %  0 2 J 】

dR A生 成 .可 包 含 数 百 条 不 同 的单 个 的 s N   sN i A, R
是 高度复杂 的【。 es dc d i N 2 Myr 将 i   R A和化 学合成 的  4 】 es s N i A进 行 了 比较 .发 现两 个化 学 合 成 的 s N R i A在  R

数百个 丰度 的 mR A 中间脱 离靶基 因 MA K 4而诱  N P1 导 了脱 靶反应 。 同样 针对 MA K 4靶 的 3个 dcd 而 P1 i   e s N  ol i Ap o 中几乎 没有 出现 脱靶 , R 而当合 成 的 s N   i A R 放 入 一个 dcdp o 中稀释 3倍 后脱 靶 效应 降低 , i  ol e 当  稀释 3 O或者 30倍 的时候 脱 靶效 应 几 乎完 全消 失 。 0  

更 加精 确 . 利 用 荧 光 酶活 性 的敏 感性 可 以 建立 一  像
套 化 验 方 法 来 定 量 记 录 相 关 的 R A 功 效 和 特 异  N i

性 .可 用 于 任 何 存 在 以 同 源 基 因 为 靶 的 风 险 的 
R A 研究 .并且 跟 随微 阵列 表 达 切 面 在基 因组 水  N i

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生物 技 术通报 B oeh ooy itc n l  Bult   g l i en 这说 明 当这 些存在 问题 的 s N i A放 人 dcdpo 中 , R i  ol   e 它们 的浓度太低 而不会 引起脱靶 效应 。  

20 0 7年第 4期 

s N 有 义 链 和 反 义 链 特 异 地 增 加 2 一 一 基 部  i A R  O 甲

分 , 在有 义 链上 . 则 这个 修 饰 防止 了 5端磷 酸 化 ,   而 
5端 磷 酸 化对 于 R S   IC进 人 是 必 须 的 : 在反 义 链上 .  
对 于 脱 靶 基 因 敲 除 必 需 的 而 对 于 靶 基 因 敲 除 并 不 

32 对 s . i RNA 的化 学修 饰

、  

s N 化 学修 饰 包 括 末 端 修饰 、 学 基 团 改 变  i A R 化 及 核 苷 酸 修 饰 , 戊 糖 修 饰 。 基 修 饰 等 1 1 如 碱 1 。对  2 6 s N 进 行 化 学 修 饰 能 够 降 低 s N 和 脱 靶 基 因  i A R i A R

那 么 重要 的关键 核 苷 酸 被修 饰 . 而 大 大减 少 了脱  从 靶 的发生 【 而 4一 一 矧 , 核糖 核 酸修 饰 可 以增 加 s N   S i A R 的稳 定 性 . 少 发 生 脱 靶 的 比 例 [,] eoo 减 22 。F drv等  89 人 的 工 作 也 证 实 这 种 针 对 有 害 s N 进 行 的 化  i A R 学 修 饰 能 够 最 小 化 脱 靶 信 号 同 时 最 小 化 与 之 相  关 的细 胞 发育 表 型【。表 1 结 了 既能 增加 s N     总 i A R 的 稳 定 性 又 能 维 持 其 基 因 沉 默 效 力 的几 种 化 学  修饰【  

之 间的作 用 效果 . 例如 s N 引导 链 的第 2个 碱 基  i A R
2一 一 , 甲基 化 可 以 降低 大 多 数 和 s N 引 导 链 种 子  O i A R

区域 互 补 的脱 靶 转 录体 的沉 默 水 平 , 为 2 一 一   因  O 甲
基 化 具 有 比种 子 区域 内部 广 泛 的 碱 基 对 替 换 更 显 

著 的位 置 依 赖 性  这种 化 学 修 饰 甚 至 能 够 消 除 多 
达 8 %的脱 靶 效应 【 最新 发 现 如果 通 过化 学 诱导  0  。

表 1 几 种 有 效 的 s A 化 学 修 饰    i RN

33 最 优 化 s .   i RNA 设 计 

预 测 效果  而 在 化学 、 物信 息 学 和实 验 设 计 方面  生
的最 新 研 究 找 到 了单 独 或 者 联 合 使 用 这 些 方 法 来  降 低 脱 靶 效 应 的策 略 .而 不 影 响基 因 的 特 异 性 敲  除  这 些 方 法 和技 术 的不 断改 进 和 完善 , 将来 能  在 够 大大 提 高筛 选 s N i A的速 度 和 对靶 基 因的 命 中 . R  

随 机设 计 的 s N i A沉 默效 应 差 别 很 大 . 生脱  R 发 靶 的概 率 也不 一样 . 通过 最 优 化 s N i A设 计 能 够 降  R 低脱 靶 其脱 靶 可 能性 。 化设 计 s N 优 i A需 要 考 虑很  R

多 因素  比如 , 由于脱 靶 效 应 中 s N i A种 子 区域 和  R 脱 靶 基 因 3 端 U R 区 常 常 存 在 相 匹 配 的 序 列 片    T
段. 计 s N 设 i A应尽 量 避免 其 种 子 区域 核 非靶 基 因  R 序列 3端 U R区具有 连续 的多 核苷 酸 匹配【 另外 ,   T 8 J     利用 s N i A及 其 能量 分 布 、 序列 的二级 结 构 来 确  R 靶 定 s N 的设 计 原 则 是 提 高 s N i A R i A稳 定 性 减 少 脱  R 靶 风 险 的重要 手 段【 很 多 优 化 s N 3 ” i A设 计 的原则  R 被 提 出来[~] 要 得 到 最优 的 s N 必 须 将 各种  33. 14 但 i A, R

增加 了基 于 R A 的高 通量 技 术 的 内在 可靠 性 。 N i  
参 考 文 献 
1 Smi rvM, r t S r yA,t .N S 2 0 ,0 ( 1 :3 7     e zo a Fo   at d L, h e a P A ,0 3 10 1 )6 4 - 1
65. 3 2 

2 Jc o     a ksn AL, rzS , c etrJ e  . mr  ite n lg 2 0   Bat  R S h l   , ta Na e B oe h oo y, 0 3, e 1

2( :3~3 . 1 6) 65 6 7 
3 Ln   i  XY , a   Ru n XA , d r o  MG , t 1 . c ec An e s n e a Nu li Ac d   s a c   i s Re e r h,

因 素 综 合 起 来 , 对 靶 基 因设 计 特 异 性 最 高 、 定  针 稳
性最 好 的序 列 , 能 最大 程度 降低脱 靶 的风 险。 才  

2 0 3 ( 4 :5 7 4 3 . 0 5,3 1 ) 4 2  ̄ 5 5 
4 F drvY, dro   eoo An esnEM, i ig a A,t .N 2 0 1 ( )  Br nhm m e a R A,06,2 7 : 1
1 8 ~1 96  18 1 .

4 结论 

,  

由脱 靶效 应 产 生 的 意外 的基 因调 控 成 为 R A  N i 技 术 研究 、 治疗 和 诊 断 的一 个 主要 障碍 。人 们 对 脱  靶 机 制 尚不完 全 清 楚 . 要 将来 进 一 步 的研 究 来 阐  需 明其 中 的奥秘  脱 靶 的检 测 手段 现 在 还 不够 丰 富 .  

5 Jc snA , is y ST N SiGee c,04,0 1 )5 15 4   ako L Lnl P . e RE D n nt s20 2 (1 :2  ̄ 2 . i  
6 Ma Y , e ng   , un L, ta .     Cr a a A L   e  Nmu , 0 6, 4 3 9 3 3. 1 m 2 0 4 3: 5  ̄ 6  

7 J OS, lnTBo he c a dBiph sc l sac   r Hoe .ic mia n l o yia Re e rhCo mmu iain , nc t s  o

20 39 1 :5 ̄6 . 04, 1 ( ) 26 2 3 
8 B r r h m  , d ro  EM , y ods ,t 1. mr Meh d     imiL a A An e n g s Re n l  A e a Na e to s,

将 实验 手段 和其 他 手段 结 合起 来 . 够 提高 脱 靶 的  能

20 3 3) 19 2 4  0 6, ( :9 ~ 0 .

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20 0 7年第 4期 

邹凌云等 :iN s A脱靶效应研究进展  R
Q uS L n . Bo oma c  eerhadAp la o s2 0   i B,a e J in r tsR sac    pi tn ,06, T  i f i n ci

9 JcsnAL B wh dJS hh r ,t .N 2 0 1 ( : 19     ak0 , u a  ,c ee  e a R A,0 6,2 7) 17 - r J 1
1 8 . 1 7 

2 2 :3 — 4 . ( ) 12 16  S r N, a lrP , i yP Bo Pee  nie 2 0 7 1 : mat S mbe J Rl   R.il r d O l ,0 5, ( )    c e  c n
1 . -7 

1  S h b r  Gr we rA. r ma n VA , t I   lBil 2 0   0 c u etS. nn He  E d n   e  . Mo  o , 0 5, aJ

3 8 4)8 3 8 3 4 ( :8 ~ 9 .  

1  O ehfM, le  F r K,t .MoBo,0 5 3 8 4 :7 - 1 vro Ak nM,a R eaJ l il2 0 ,4 ( )8 1  1    
8 1  8 .

Brwn K, a rk   Ju a  fRNAia d G n  ie cn , 0 6, o   S mas yD.o r l o  n     e eSln i g 2 0   n

2 2 :7 ~ 7 . ( ) 15 17 
My r J , iT, f e s W Ch  c0l J gD, t Jo m a o RNAi dGe eSln ig, ea u l f l n a n i cn   e

1  S i Z n ,a 2 t nP,egF P nH,t .eeo m naBooy 2 0 ,8 ( ) e e aD vl etl i g ,0 5 2 6 2 : 1 p l  
4 4 71  6  4 . 1   Ku k m i 3 l a  MM , o k r M , i e   e  . t r  Meh d , o 3 B o e  S l r S, t a Na u e v 1 t o s 2O 6,  

20 , ( :8~9 . 0 6 2 2) 1 1 14 
Ma o a a   . n tOp n o  n Ch mi a  oo , 0 4, 5 0   n h r M Cu  ̄n   i in i   e c Bil g 2 0 8: 7 - n l y
5 9. 7   2   Ma o a a   . c ec Acd   s a c   u p e n , 0 3, 1 5- 6 n h r M Nu l i   i s Re e r h S p l me t 2 0 3: 1   n 1 6. 1   2   7

(O) 8 3 8 8  1 :3~3. 1  QuS A e aC L n .u lcA is eerh,o 5 3 ( )  4 i B. d m  M.a e N ce  cd  sac 2 0 ,3 6 : T i R
1 3 ~ 8 7  8 4 1 4 .

1  Y maaT。 r ht .ii om t s2 0 2 ( ) 1 1- 3 4  5 a d Mo si SBon r ai ,0 5, 1 8 :3 6 1 2 . i a f c
1   Zh oW Z, a e T.rc e n s5h Ac S【 d W ok h p o   aa 6 a  L n   P o edig  t  m  ikd   r s o   n d t  g

JcsnA B h dJ L aeD,t .N 2 0 ,2 7 : 17   ako L,  ̄ca  ,e k r e a R A,0 6 1 ( ) 1 9 ~ 1
10   2 5.

m nn     iif ma c ( i d   0 5 , hcg : c   ik d, iigi bono t s Bo d 2 0 ) C iao A m Sg d   n r i k
2 0   0 5.

Ho h k s i aS, n k waN, a y Mi a a K mi aH, t . e Let 2 0 5 9: 1   e a F bs t, 0 5, 7 31 5- 1
31 8. 1  

1  Xu P, h g YJ, o sic   7   Za   n Ro sn k MJ, ta .ln  y ilg , 0 6, 4   e  Pa tPh soo 2 0 1 2 1 y

Zh n -Yi Ma   , l c   A, ta . i c e B o h Re     n. o H Kal k D  e  B o h m  i p   s Co, i 1 2   U  eg 9
2 0 3 9: 0 6 0 0. o 5. 2 1 2 -1 3  

(O)4 9 4 0  1 :2 ~ 4 .
1   Na t  Ya d   Ma s mi a T, t a . c e c Ac d  Re e r h,   8 io Y, ma a T, tu y   e   Nu li   i s 1 s ac  

S n iig, e g Ja , a g Ximig, t1. e sr  f Lf   u  Lpn W n   i Zh n   u n e a Ch mit o  i n y e,

2 0 . 3 we evri u )W5 9 W5 1  0 5 3 ( hS re  se : 8~ 9 . s
1   Bi n h /  , d re   9 r g anA An e sn EM , rh l W S,ta. xmu sq   mi Mas al   e  Mai m e u 1
e c  a in n  f is o r d c  o — g t d e e e u a o  b   n e l me t al t p e i t f t e e  g n  r g l t n y g r a i

2 0 ,5 4 :3 — 4 . o 52 ( )39 32  

XuD h iHu gC e LuLyn ,t .ee is B in )2 0 , eu , a hn,i i ig e a H r t ( ej g ,0 6  n 1 d a i
2 ( 1 :4 7 16 . 8 1 ) 15 ~ 4 1  
3  2

R Ai o p tt n S s ms Bo fr a c  C neec ( S   N . m ua o  yt   inom t s ofrne C B C i e i i 2 0 ) Safr  nvri :E E C mp t  oi ̄ Bonoma c  o 5 ,t od U i s t I E   o ue S c n e y r e ii r t s f i
T c nc , 0 5  e h ia 2 0 . l

R y o s A,e k D, os  e  .a  it h o,0 4,2  enl   L ae d B ee Q,ta N tBoe nl2 0 2 : 1 c
3 6- 3   2 3 0.

3   Amaz iu  , rdzH. o h m  ip   sCo, 0 3 rg o iM P y   Bic e Bo hRe  u 2 04, 6: 0 0- 31 1 5   15   0 8.

2   EgyL, a gJ, z t iT, ta.rd cino  e u n e d p n e 0 r  W n   Miua   e  Pe it   fsq e c —e e d   n 1 o
n   f—a g tn n s e  ̄ c e e t  f sRNA. l c l rMe ii e T — to t r e  o — p c   f c s o  i Mo e aa   d c n   r   i Co e e c S n y ae: Brd e I tr a in  n 2 0   f n r n e, u n v l B— i g   n e to a I c, 0 5. n l

Ch k l a  AM , a l se t W h e t  C, o n a d S n h mme   L. i c e r EL B o h m B o h Re   ip   s Co. 0 4. 1 26 2 4. 2 o 3 9: 4- 7  





- 一  —+
?

信 息交流 ?  

蜜 蜂 精 子 介 导 GF 基 因 转 移 研 究   P
江西农业 大学动物科 技学 院郭冬生 、天津农学 院张巧利 和泉州 师范学 院模式 生物研 究 中心孙亮先 三位 动 

物分子生 物学研 究工作 者将 p F . 粒线 性 化 ,利 用 精 子介 导 ,通 过 人 工授 精 技 术 导入 意 大利 蜜 蜂处 女  G P 2质 王. 然后 将 授 精王 介 绍 到无 王 群 中繁 殖 后代 , 结果 显 示 : 验群 产 生 了一 群 绿 色荧 光 阳性 蜜蜂 , 其 试 他们 对 此 
阳性 蜂群 后代 分 析发 现 , ~ 日龄 幼 虫 能检测 到 荧 光 , 12 提取 蜜蜂 D A进行 P R扩 增 到预 想 的片 断 。他们 通  N C 过 R . C分析 . TP 并从 转 录 水平 上 证 实转 导 的外 源 基 因 获得 表 达 。他们 从 中所 得 出 的结 论 : 以绿 色荧 光蛋 白 

f F ) 因为报 告 基 因 , 过 精 子介 导 法 能 够生 产 克 隆转 基 因蜜 蜂 。此 研 究所 采 用 的精 子 载 体 介导 法 比较  GP基 通 成功. 因为 此 法在 这 种 研究 中 比较 简单 、 经济 , 并在 模 式生 物 蜜蜂 转 基 因工 作 中取得 一 定 成 效 , 国 内首 次  在 实现 了   基 因 在蜜 蜂 活体 的瞬 间表 达 , 为利 用 生物 活性 基 因在 蜜 蜂 中的表 达 作 了有 力 的探 索 。   秦春圃  


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