RNA幹擾技術之miRNA、dsRNA、shRNA以及siRNA

2021-02-20 細胞之邦

RNA幹擾(RNAi)，即用20多個核苷 酸組成的短的雙鏈RNA代替傳統反義核酸進行轉錄後基因沉默，已經迅速而廣泛地應用到基因功能，基因表達調控機制研究等熱門領域，並為基因治療開闢了新的途徑。與RNAi相關的論文已成千上萬，論文中不斷出現與RNA幹擾相關的概念，意思很相近但並不完全相同。RNAi是一種基因沉默的實驗技術，而siRNA，shRNA，dsRNA，miRNA是在這種技術路線中所運用的核苷酸片段。下面對這四個RNA幹擾相關的名詞進行簡單的解釋：

miRNA：在遺傳學中，微 RNA(micrornAs，miRNA)是長度在21-23個核苷酸之間的單鏈RNA片段， 調節基因的表達。miRNA由基因編碼，從DNA轉錄而來， 但不翻譯成蛋白。初級轉錄產物(primary transcripts，pri-miRNA)縮短其頸環結構得到功能性的miRNA。成熟的miRNA分子與一個或更多個mRNA分子部分互補，其主要 功能是下調基因的表達。而microRNA這個概念第一次在2001年Science (26 October 2001)的文章中出現。

dsRNA： 雙鏈RNA(double-stranded RNA, dsRNA)是一種有互補鏈的RNA，與細胞中發現的DNA相似，dsRNA構成了一些病毒(雙鏈RNA病毒)的基因組。像病毒RNA或siRNA之類的 雙鏈RNA能夠促發真核細胞中的RNA幹擾，引起脊椎動物中的幹擾素反應。

shRNA：小發卡或短髮卡RNA(a small hairpin RNA or short hairpin RNA, shRNA)是一段具有緊密發卡環(tight hairpin turn)的RNA序列，常被用於RNA幹擾沉默靶基因的表達。利用載體把shRNA導入細胞，載體中的U6 啟動子確保shRNA總是表達;這種裝載了shRNA載體可被傳遞到子代細胞中去，從而使基因的沉默可被遺傳。shRNA的發卡結構可被細胞機制切割成 siRNA，然後siRNA結合到RNA誘導沉默複合物上(RNA-induced silencing complex，RISC)，該複合物能夠結合到目的mRNAs並將其降解。shRNA 是由RNA 聚合酶Ⅲ轉錄的，哺乳細胞中的shRNA產物有時會促使細胞產生幹擾素反應(細胞遇到病毒侵襲時做出的自我防衛反應)，而miRNA中卻不會遇到這種問題 (miRNA是由RNA聚合酶Ⅱ轉錄，與轉錄mRNA的聚合酶相同)。shRNA也被用於植物和其它系統中，在這些系統中不需要U6啟動子的驅動。在植物 中，常用的增強表達的啟動子是CaMV35S(cauliflower mosaic virus 35S),在這種情況下，RNA聚合酶Ⅱ參與了轉錄，起始RNA幹擾。

siRNA：小或短幹擾RNA(small/short interfering RNA, siRNA)是一類20-25個核苷酸長度的雙鏈RNA分子，其主要在RNAi 通路中起作用，幹擾特異基因的表達。此外siRNA在RNAi相關的通路中 也起作用，如抗病毒機制，基因組染色體結構的塑造等。其結構是一段完全互補的RNA雙鏈，兩端各有兩個未互補的的鹼基。

最後，miRNA，siRNA，dsRNA和shRNA都是RNA幹擾技術中用到的小分子RNA，其不同之處在miRNA 是單鏈RNA，其餘均為雙鏈RNA; siRNA和dsRNA相似; shRNA需通過載體導入細胞後，然後利用細胞內的酶切機製得到siRNA而最終發揮 RNA幹擾作用。

——END——


精彩推薦：

如何雷射顯微切割樣品獲取完整RNA？小技巧趕緊get起(11.30周一）

緊跟潮流不落伍！---非編碼RNA研究之RNA甲基化免疫沉澱（MeRIP）

外泌體RNA測序及經典案列解讀

聲明：「細胞之邦」微信平臺轉載並註明自其它來源的資訊，目的在於傳遞更多信息，並不代表本平臺贊同其觀點或證實其內容的真實性，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。

相關焦點

  • siRNA,shRNA,dsRNA,miRNA間的區別
    RNA幹擾（RNAi），即用20多個核苷酸組成的短的雙鏈RNA（siRNA）代替傳統反義核酸進行轉錄後基因沉默，已經迅速而廣泛地應用到基因功能，基因表達調控機制研究等熱門領域，並為基因治療開闢了新的途徑。
  • shRNA序列設計:從載體結構到設計操作案例
    前言在做miRNA相關的實驗時，最終都要做到miRNA的靶基因上時，有時候還要涉及miRNA靶基因的功能實驗，這個時候有就可能用到RNAi技術，或者是說純粹地研究某個基因的功能，也可以使用RNAi技術。
  • shRNA和siRNA
    ❀❀❀❀❀❀原理不同，shRNA是短髮卡RNA，siRNA是雙鏈小幹擾RNA。前者在核內，後者在細胞質，我的理解是發揮作用最後都是在細胞質，shRNA在細胞內會自動被加工成siRNA，使靶基因沉默，且比siRNA 作用更穩定、高效。。
  • non-coding RNA databases匯總
    自從1950s後期，rRNA和tRNA的發現以來，各種RNA也相繼被發現鑑定，RNA世界逐漸變得豐富多彩，同時非編碼世界的研究之門也逐漸在打開（見表1 ncRNA分類）。21世紀初期，通過對人類和小鼠基因組分析發現，98%的序列被劃分到「junk「 DNA之列，除被注釋的mRNA之外，大多收轉錄本似乎是不能encode蛋白質的，而這些轉錄本便是ncRNA, ncRNA因此也正式進入科學家的視野。
  • 零基礎迅速進階,教你10秒鐘搞定shRNA的設計!
    在平時研究基因功能過程中經常會用到RNA幹擾(RNAi)技術，最常用的莫過於siRNA和shRNA了，那麼這兩種幹擾技術有什麼區別的
  • RNA幹擾技術(RNAi)及其應用
    （3）某科學家將能引起RNA幹擾的雙鏈RNA的兩條單鏈分別注入細胞內，結果卻沒有引起RNA幹擾現象，最可能的原因是               。（4）研究發現，Dicer受DNA上某基因控制，如該基因上某鹼基發生了改變，是否RNA幹擾現象就消除了？你的結論依據是什麼？（5）請舉一例說明RNA幹擾在實際中的運用或意義。
  • 實驗教程 | RNA幹擾技術
    hi,大家好呀，我是瓜瓜~今天給大家分享RNA幹擾實驗技術教程，希望能夠對大家有幫助~為了方便大家閱讀，先奉上目錄思維導圖01  RNA幹擾技術背景知識通過生化和遺傳學研究表明，RNA幹擾包括起始階段和效應階段。
  • siRNA,shRNA,RNAi傻傻分不清楚
    小髮夾RNA（英語：short hairpin RNA，縮寫shRNA）是一種形成髮夾（hairpin turn）結構的RNA序列，可以經由RNA幹擾（RNAi）使基因沉默。shRNA可利用載體導入細胞當中，並藉由U6啟動子來確保shRNA的表達。另外，shRNA可經由切割轉變成為siRNA。
  • 快速設計shRNA,方法不止一個
    首先打開網址：http://www.sigmaaldrich.com/life-science/functional-genomics-and-rnai/sirna/mission-predesigned-sirna.html，以Fli1為例，直接輸入基因名，點擊search，出現以下界面：在Products
  • 科學家研究RNA幹擾技術取得突破
    新華網倫敦11月11日電（記者曹麗君）來自一家名為「ＡＬＮＹＬＡＭ」的生物技術公司的研究人員在11日出版的《自然》雜誌上報告說，他們通過轉基因技術在ＲＮＡ（核糖核酸）幹擾技術的研究上取得了突破，為治療糖尿病、癌症等疾病帶來了希望。　　ＲＮＡ幹擾是一種由雙鏈ＲＮＡ誘發的「基因沉默」。
  • JACS:「量子點」助力RNA幹擾技術
    （圖片來源：Xiaohu Gao, University of Washington）15年前，科學家發現了一種阻礙基因表達路徑的方法——RNA幹擾（簡稱RNAi）。不過到目前為止，RNA幹擾技術很難在活體細胞中取得應用。 美國華盛頓大學和埃默裡大學科學家的一項最新研究，首次成功利用「量子點」（quantum dots）技術解決了這一問題。研究證實，新技術向細胞內導入小分子幹擾RNA（siRNA）的效率是現有方法的10至20倍。相關論文在線發表於《美國化學會志》（JACS）。
  • circinteractome:環狀RNA與RBP以及miRNA結合的資料庫
    從circbase獲取環狀RNA基因組位置信息，通過UCSC提取環狀RNA的序列，利用環狀RNA頭尾相連構成的junction reads，查詢CLIP等數據分析結果，得到環狀RNA與RBP蛋白的結合信息，設計驗證環狀RNA的PCR引物，查詢siRNA位點；利用環狀RNA全長序列，查詢RBP結合位點，miRNA結合位點，以及
  • RNA幹擾在腫瘤免疫治療中扮演什麼樣的角色?
    R&D正在研究和開發新的癌症免疫療法，通過利用RNA幹擾(RNAi)的力量將ACT方法與免疫檢查點抑制結合起來，將免疫效應細胞變成一把強力的武器去攻擊癌症。如今，有一項RNAi技術已經證明了在單一的治療實體中，對細胞內和細胞外的多個免疫抑制目標進行沉默。自送RNAi(sd-rxRNA)是一種治療技術平臺，它提供了一種方法，在檢查點的RNAs翻譯成蛋白質之前，破壞特定的RNAs來下調免疫檢查點靶點的調控水平。
  • 美首次批准RNA幹擾技術作為殺蟲劑使用
    本報訊據外媒報導，美環保署在6月15日批准了第一個以RNA幹擾技術為基礎的殺蟲劑。該技術通過將DvSnf7雙鏈RNA添加到SmartStax Pro轉基因玉米中，從而起到殺蟲作用，該轉基因玉米由孟山都和陶氏合作研發。其中RNA幹擾技術來源於孟山都。
  • 脂質分子可提高RNA幹擾技術效率
    美國麻省理工大學和奧尼蘭姆製藥公司的研究人員日前表示，他們利用新的核糖核酸（RNA）幹擾技術，成功地關閉了實驗鼠肝臟內的多個基因。該成果有望為醫治肝臟和其他內臟疾病開創新方法。
  • miRNA研究知識資源大總結!值得收藏!
    http://www.mirbase.or2. miRNApath miRNApath是一個關於miRNA、靶基因以及代謝通路的的資料庫。 http://lgmb.fmrp.usp.br/mirnapath/tools.php3. miR2Disease miR2Disease資料庫是一個人工注釋的資料庫，主要收錄的是與人類疾病相關的microRNA信息。
  • 某些RNA幹擾治療技術存在致命缺陷
    一種被認為是治療目前許多絕症「萬能藥」的新技術存在致命缺陷。美國科學家的研究結果表明，採用特定RNA（核糖核酸）幹擾技術治療的實驗鼠，可能會死於肝功能衰竭或併發症。
  • dsRNA介導昆蟲基因幹擾的專一性脫靶效應規律揭示
    2021年1月4號，RNA領域國際權威期刊雜誌RNA Biology（IF=5.35）在線發表了南京農業大學韓召軍教授課題組在昆蟲基因幹擾（RNAinterference
  • 通過轉錄組技術而測序的dna序列被稱為「dna受體」
    後面的dna受體可通過做dna晶片credit-sweep來獲得，後面的dna受體包括mirna,smallmrna，circrna和ae等。根據技術的不同，dna晶片可以分為三類：測mirna：測定mirna。測dna受體的全雙工轉錄信號的兩轉錄本等等。測vxrna：測vxrna。
  • RNA幹擾的「成功」與「磨難」
    （圖片來源：MEDI-MATION/SPL） 丹麥和美國科學家3月26日在線發表於《自然》雜誌的兩項最新研究，凸顯出了RNA幹擾這種基因沉默技術的潛力和存在的問題。在「成功」研究中，研究人員通過基因治療手段沉默了猴子體內一個特定的microRNA（長度較短的非編碼調控RNA），成功降低了其膽固醇濃度。