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RNAi技术防控害虫研究进展

2021-11-21肖洒邓晓东贺常皓李亚军费小雯

广西农学报 2021年2期
关键词:防控研究

肖洒 邓晓东 贺常皓 李亚军 费小雯*

(1.海南医学院 基础医学与生命科学学院,海南 海口 571199;2.中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南 海口 571101)

RNAi(RNA interference)技术是一项基因沉默技术,由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)诱发同源mRNA高效特异性降解的现象,从而阻断特定目的基因的表达,最终影响蛋白质合成。作为一种高效的基因抑制技术,目前在农业抗害虫、作物改良、医学疾病治疗、未知基因功能探究等领域广泛应用。

1 RNA干扰的发现

Guo等在1995年从事RNAi的研究,经研究发现,在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)胚胎生长发育时期,成功地将外源的Part 1基因双链RNA导入体内,可导致线虫该基因表达明显下调[1],同样Fire等在1998年,研究发现当肌肉注射外源dsRNA于线虫体内,该目的基因的表达明显被抑制[2]。

2 RNA干扰机制

真核生物在RNAi基因沉默过程中包含3种重要的非编码小RNA,即mi RNA(microRNA)、siRNA(small interference RNA)和piRNA(Piwi-interacting RNA)。由siRNA介导的基因沉默过程包含以下部分:(1)首先将人工合成的或与体内相同的dsRNA,与靶基因相同序列的有义RNA和反义RNA结合,然后经RNaseIII家族特异性Dicer酶识别,切割成21~23nt siRNA,当R2D2蛋白和Dicer酶形成异源二聚体,紧接着与siRNA结合形成RISC装载复合物,然后AGO蛋白与Dicer交换,结合到siRNA的一端,再与R2D2替换,将整个siRNA转载到AGO蛋白中,形成有活性的沉默复合物(RNA-induced silencing complex),由于AGO蛋白含有PAZ、MID、PIWI三个重要功能结构域,siRNA引导链的5’端与MID结合,与3’端露出的两个核苷酸与其PAZ结合,通常siR⁃NA的第28个核苷酸与靶mRNA特异性配对,长约10个核苷酸的mRNA一般切割在第9、10个核苷酸上,由PIWI催化将靶mRNA切断,使其离开RISC,再通过胞外切酶进一步降解mRNA。(2)siRNA对基因沉默,包括转……

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