RNAi研究策略與siRNA的設(shè)計(jì)
來源/作者:普拉特澤-生物醫(yī)學(xué)整體課題外包平臺
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RNAi(RNA干擾)是一種強(qiáng)大的生物學(xué)工具,用于研究基因功能、疾病治療等領(lǐng)域。在shRNA,siRNA等小RNA的介導(dǎo)下,RNAi能夠特異性的調(diào)控mRNA在表觀遺傳學(xué)水平,轉(zhuǎn)錄水平以及轉(zhuǎn)錄后水平的表達(dá)。
一、siRNA和shRNA的簡介
小干擾RNA(Small interfering RNA,簡稱siRNA)是一類雙鏈RNA分子,長度通常在20到25個(gè)核苷酸之間。siRNA由兩條互補(bǔ)的RNA鏈組成,每條鏈的3'端通常具有兩個(gè)未配對的核苷酸(通常是UU)。
siRNA
短發(fā)夾RNA(short hairpin RNA,簡稱shRNA)是一種具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的RNA分子。shRNA由兩個(gè)短反向重復(fù)序列和一個(gè)中間的莖環(huán)(loop)序列組成,整體呈發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)。shRNA通常由pol Ⅲ啟動(dòng)子控制轉(zhuǎn)錄。
shRNA
shRNA表達(dá)載體
RNAi是一種由雙鏈RNA(dsRNA)介導(dǎo)的、序列特異性的基因沉默機(jī)制。當(dāng)細(xì)胞中存在與靶基因mRNA序列互補(bǔ)的dsRNA時(shí),這種dsRNA會(huì)被細(xì)胞內(nèi)的Dicer酶切割成多個(gè)具有特定長度和結(jié)構(gòu)的小片段RNA,即小干擾RNA(siRNA)。這些siRNA隨后與RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物(RISC)結(jié)合,形成活化的RISC復(fù)合物。RISC復(fù)合物具有核酸酶的功能,能夠識別并切割與siRNA互補(bǔ)的靶mRNA序列,導(dǎo)致靶mRNA的降解,從而抑制靶基因的表達(dá)。dsRNA可以通過多種方式引入細(xì)胞,如人工合成、病毒侵染、轉(zhuǎn)基因表達(dá)等。
一、RNAi研究策略
1. 直接合成siRNA
方法:通過化學(xué)方法合成針對靶基因的siRNA,然后通過轉(zhuǎn)染試劑將其導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi),引發(fā)RNAi效應(yīng)。
2. 構(gòu)建shRNA表達(dá)載體
方法:將短發(fā)夾RNA(shRNA)序列克隆到質(zhì)粒或病毒載體中,轉(zhuǎn)染細(xì)胞后,在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄生成shRNA,再被Dicer酶切割成siRNA,發(fā)揮RNAi作用。
3.構(gòu)建shRNA病毒表達(dá)載體
方法:利用腺病毒、腺相關(guān)病毒、慢病毒等病毒載體,將shRNA序列包裝成病毒顆粒,感染細(xì)胞后表達(dá)shRNA。
二、shRNA設(shè)計(jì)步驟
設(shè)計(jì)原則:
當(dāng)選擇U6啟動(dòng)子時(shí),建議靶向序列以G堿基開頭,以確保RNA聚合酶的有效轉(zhuǎn)錄。
避免選擇GC含量過高或過低的區(qū)域,因?yàn)檫@可能影響shRNA的穩(wěn)定性和干擾效率
在正義鏈和反義鏈序列上不能出現(xiàn)連續(xù)的3個(gè)或者3個(gè)以上的T,這可能導(dǎo)致RNA polⅢ的轉(zhuǎn)錄提前終止
需要在shRNA序列的尾部加入5-6個(gè)T作為RNA聚合酶III的轉(zhuǎn)錄終止子,以確保轉(zhuǎn)錄的精確結(jié)束。
shRNA引物設(shè)計(jì)步驟:(載體為pPLKO.1為例)
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