科学家开发出组织特异性RNAi基因敲除技术

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[生物通讯]日本筑波大学RIKEN研究所的科学家开发出一个颇有价值的哺乳细胞和动物组织特异性RNAi基因敲除技术的新实验系统。这一发现将大大推动发育和疾病相关基因的功能识别。

RNA干扰技术(RNA intereference ,RNAi)出现于上世纪末，指的是导入双链RNA（double-stranded RNA ，dsRNA) 到细胞中，诱导与其互补的mRNA降解，由此抑制基因的表达。RNAi已被证明是破译从线虫到植物到果蝇等各种生物中的基因功能的强大工具。

然而，由于哺乳动物细胞对dsRNA产生抗病毒应答，RNAi 在哺乳动物中的应用变得复杂化。外源dsRNA的存在会启动哺乳动物细胞所谓的“干扰素应答”，非特异性降解mRNA，导致细胞死亡。哺乳动物RNAi 技术的研究人员已尝试采取不同方法避免引起干扰素应答，虽然其中一些方法已获得成功，但还没有一个能达到组织特异性抑制基因表达，－－直到这篇研究。

在6月1日期的《基因与发育》杂志上，Shunsuke Ishii和他的同事报道，他们构建了一个新RNAi载体（将外源RNA导入细胞的运输工具），这种方法既避免了引起干扰素应答，又允许组织特异性抑制基因表达。这个载体被命名为pDECAP，标志着RNAi转基因技术取得重大突破。

Ishii博士解释说：“在迄今开发的RNAi转基因系统中，发夹状小RNA由RNA聚合酶III启动子或病毒启动子表达。然而这些系统无法用于组织特异性敲除基因功能，因为这些启动子在所有细胞类型中都有活性。而我们的系统是利用RNA聚合酶II 启动子来表达发夹状dsRNA，因此应用我们的系统可以创造出组织特异性基因敲除小鼠。

pDECAP载体系统是由RNA聚合酶II 启动子来表达dsRNA，该启动子只在特定细胞类型中激活。Ishii 博士和他的同事可以选择敲除哪些组织中的基因功能。为避免干扰素应答，Ishii博士和他的同事对载体系统进行了改造，使其可以转录缺少将RNA从细胞核转移到细胞质的序列的dsRNA。相反，pDECAP表达的dsRNA被扣留在细胞核中，在这里被加工成小干扰RNA（small interfering RNAs ，siRNAs)。这些siRNA然后被释放到细胞质中，直接降解靶mRNA 而不会激起干扰素应答。

Ishii 博士和他的同事用pDECAP 系统抑制了小鼠Ski癌基因的表达。这些Ski敲除小鼠大体上含盖了传统Ski敲除小鼠的各个突变表型，这说明Ishii博士的新系统可作为传统小鼠基因敲除技术的一个有效替代方法。（生物通编译）