RNA干扰是一种进化上保守的过程,从人到秀丽线虫均有RNA干扰现象,通过引入双链RNA或小干扰RNA来诱导特定基因的沉默或抑制。这一过程涉及双链RNA的切割、RISC的形成以及mRNA的降解等多个步骤。在秀丽线虫中RNA干扰仍然是一项重要的反向遗传技术,与其他方法(基因敲除)相比,RNA干扰方法在抑制基因表达方面具有几大优势,例如不改变遗传信息、效率高,重复性好等。
RNA干扰在秀丽线虫的作用原理
RNA干扰的原理主要是由双链RNA或小干扰双链RNA触发,导致转录后基因沉默。首先,与内源性mRNA互补的双链RNA被RNase III酶Dicer加工成21至23个核苷酸长的小干扰RNA(siRNA)。这些21至23个核苷酸长的siRNA被RNA诱导的沉默复合体(RISC)识别。RISC作为RNA干扰效应复合体,能够解开siRNA双链,使其精确结合到互补的mRNA靶标上,随后发生siRNA-mRNA双链的切割和mRNA的降解。
图1 RNA干扰在秀丽线虫中的分子机制(Wang J, et al., 2005.)
我们的服务
秀丽线虫的RNAi服务通常用于基因功能研究、疾病机制探索以及筛选潜在的药物靶点。这项服务利用RNA干扰技术通过抑制特定基因的表达,帮助您了解该基因在生理过程中的作用。目前,在秀丽线虫中进行RNA干扰有四种方法:
Ø 注射法RNAi
将体外合成的双链RNA(dsRNA)注射到年轻成虫体内,并观察其后代是否出现突变表型。注射法RNA干扰在个体秀丽线虫之间的基因抑制效果非常可靠,但比其他方法更费时费力。
Ø 浸泡法RNA干扰
将秀丽线虫浸泡在高浓度的dsRNA溶液中,然后观察它们或其后代是否出现表型。浸泡法RNA适用于处理中等数量的动物(例如,数十至数百只)或在96孔板中进行高通量筛选。任何发育阶段的秀丽线虫都可以使用浸泡法。
Ø 喂食法RNA干扰
将能够产生所需dsRNA的细菌喂食给秀丽线虫,并观察它们或其后代。喂食法RNA干扰是最省力且最经济的方法,但产生的结果比浸泡法或注射法略为多变。喂食法RNAi可用于同时处理大量动物或在琼脂平板和液体培养中进行高通量筛选。任何发育阶段的秀丽线虫都可以使用喂食法进行RNA干扰。
Ø 转基因法RNA干扰
构建用于产生dsRNA发夹结构的反向重复(inverted repeat, IR)质粒。将一个组成型(如热激)或组织特异性启动子表达目标基因的有义片段和反义片段,并将质粒注射到秀丽线虫中并构建游离的秀丽线虫品系。
图2 喂食法RNA干扰抑制gfp表达(Baumanns S., et al., 2022)
参考文献
1. Wang J , Barr M M .RNA Interference in Caenorhabditis elegans[J].Methods in Enzymology, 2005, 392(Chapter 26):36-55. doi:10.1385/1-59259-935-4:029.
Baumanns S, Beis DM, Wenzel U. RNA-interference in the nematode Caenorhabditis elegans is effective using paraformaldehyde-inactivated E. coli HT115 bacteria as a food source. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2023 Jan;1870(1):119375. doi: 10.1016/j.bbamcr.2022.119375.