RNA沉默机制新进展：一种逃避RNA沉默的新策略

　　

生物通报道：来自洛克菲勒大学植物分子生物学实验室等处的研究人员发现了一种植物中用以逃避RNA沉默（RNA silencing）的新病毒策略，这一研究成果公布在新一期的《Genes & Development》杂志上。

原文摘要：
X. Zhang et al., "Cucumber mosaic virus-encoded 2b suppressor inhibits ArabidopsisArgonaute1 cleavage activity to counter plant defense," Genes Dev, Dec. 1, 2006.

RNA沉默可以说就是在基因组水平的免疫现象，不仅在动物体内存在，而且在植物体内也存在，是一种原始的基因组对抗来自外来基因表达的保护机制。对于植物而言，转录后基因沉默和病毒诱导的基因沉默是针对频繁出现的病毒感染的保护机制，这种防御系统的优势是其防御信号可以扩散，如果接种一片树叶的一个区域，能将免疫力给予周围的细胞。

虽然植物有这种防御手段，但是仍然有一些病毒能抑制RNA沉默作用，这在以前的研究中就已经被发现了，然而在这篇研究报告中，首次发现了一个沉默途径中清晰绑定的受动蛋白（effector protein）：研究人员在拟南芥和体外实验中都证明黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)（世界上分布最广的植物病毒之一）蛋白2b可以结合并抑制Argonaute蛋白1，从而绕过植物的抗病毒应答系统。

RNAi的机制目前研究认为是细胞内双链RNA在Dicer酶的作用下，可形成-22 bp大小的小干扰RNA(small interfering RNA，siRNA），siRNAs可进一步掺入多部分核酸酶(multicomponent nuclease)等形成的RNA沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）并使其激活，从而精确降解与siRNAs序列相同的mRNA，完全抑制了该基因在细胞内的翻译和表达。

在这个过程中，RNAi沉默复合物RISC有一个重要成份，即称为Argonaute的蛋白家族（或EIF2C蛋白），研究人员结合生物化学与遗传学的方法发现CMV 2b可以通过与Argonaute 1作用，抑制内源性的microRNA过程和病毒诱导的基因沉默过程，但是具体的机制尚不清楚。

科学家们一直以来都不清楚到底抗病毒的Slicer是什么，这一研究就证明最起码Argonaute 1蛋白可以扮演Slicer的角色，当然这并不是说Argonaute 1就是唯一的抗病毒Slicer，Argonaute家族的十几种蛋白都有可能是。
（生物通：张迪）

附：
西南大学973项目文章改进RNAi实验方法

构建hpRNA（hairpin RNA）高效克隆和表达载体用于特定基因表达调控是RNAi技术应用研究的热点之一，来自重庆西南大学生物技术中心（Biotechnology Research Center, Southwest University）的研究人员就ihpRNA (intron-containing hairpin RNA，含intron发卡结构RNA)构建方面提出了一种新颖的PCR介导的技术方法，这种ihpRNA构建体（construct）可以克隆进任何表达载体，为RNAi技术手段提供了新思路。这一研究报告发表在11月的“BioTechniques”上。

领导这一研究的是来自西南大学生物技术中心的裴炎教授，以及肖月华和侯磊等，这一研究受到国家重点基础研究发展规划资助项目(973) (No. 2004CB117300 to L.H.)和国家自然科学基金项目(No.30200177和30471055 to Y.-H.X. )资助。

基因沉默(gene silencing)是转基因植物中特定基因由于种种原因不表达或表达量很低的遗传现象。一方面，基因沉默为利用遗传操作创造遗传修饰物种(genetically modified organisms，GMOs)造成障碍；另一方面，它又为研究基因功能及植物基因表达调控提供了新途径，即通过有选择地抑制特定基因的表达来创造功能缺失体。可利用反向遗传学方法进一步研究基因的功能，或直接利用创造的特殊性状变异体进行植物改良，同时在植物发育的不同阶段抑制特定基因的表达，对发育生物学研究也具有重要意义。 

根据基因沉默发生的时期，基因沉默分为转录水平的基因沉默(transcriptional gene silencing，TGS)和转录后水平的基因沉默 (post-transcriptional gene silencing，PTGS)。前者通常与DNA甲基化有关，表现为mRNA不能正常合成，造成基因失活。有研究表明，外源基因较内源基因更易甲基化，但外源基因甲基化不表达不一定影响内源基因的表达。后者虽能合成mRNA，但随后被降解而不能积累，并同时诱导与外源基因同源的内源性基因沉默。近年来随着转录后基因沉默机制的深入探讨，使人们能够利用它有目的地使特定基因降低表达或不表达，PTGS技术在功能基因组学和植物改良中显示出巨大的应用潜力。
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