与CRISPR旗鼓相当的新一代RNAi

此前，加州大学旧金山分校的研究团队通过建立超复杂混合shRNA文库，在很大程度上克服了RNAi用于全基因组筛选时的脱靶效应。现在他们通过系统改良进一步增强了shRNA的活性，向人们展示了靶标人类和小鼠基因组的新一代shRNA文库。这一成果发表在近期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

　　

生物通报道：基因筛选是经典的生物学研究方法，可以鉴定在某一生物学过程中起作用的基因。哺乳动物细胞的基因筛选一般是在RNA干扰（RNAi）的基础上进行的。

1998年Andrew Fire 和Craig Mello两位科学家首次在线虫中证明了RNAi的存在，他们也因此获得了诺贝尔生理/医学奖。2001年马普研究所的科学家们又在哺乳动物中发现了RNAi特异性沉默机制。这一技术随即成为了反向遗传学的重要工具，被视为靶向任何基因的“神奇子弹”。

RNAi是通过引入siRNA或者shRNA，让细胞降解相应的mRNA，通过功能缺失表型来进行基因筛选。不过RNAi比较容易出现错误，siRNA/shRNA的脱靶效应会引起假阳性结果，siRNA/shRNA缺乏活性会引起假阴性结果。

此前，加州大学旧金山分校的研究团队通过建立超复杂混合shRNA文库（ultracomplex pooled short-hairpin RNA libraries），在很大程度上克服了RNAi用于全基因组筛选时的脱靶效应。现在他们通过系统改良进一步增强了shRNA的活性，向人们展示了靶标人类和小鼠基因组的新一代shRNA文库。这一成果发表在近期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上，文章的资深作者是加州大学旧金山分校的Jonathan S. Weissman和Martin Kampmann。

Weissman等人之前还开发过基于CRISPR的基因筛选技术，称为CRISPR干扰（CRISPRi）。CRISPR原本是细菌抵御病毒的重要武器，现在它已经成为了科学研究的强大工具。虽然CRISPRi在哺乳动物细胞中有很大的应用潜力，但在某些情况下RNAi筛选依然是研究者们的首选。（延伸阅读：Cell重要成果：基因表达沉默新技术）

在这项研究中，研究人员对自己的shRNA文库进行了多方面的优化，包括向导链的选择以及shRNA表达的启动子和microRNA环境。他们还考虑到了筛选后的样本制备，以便进行深度测序。研究人员建立了靶向人类和小鼠蛋白编码基因的新一代文库，并根据生物学功能将其分为12个亚文库。  

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研究表明，新一代RNAi文库在测试中的表现与CRISPRi旗鼓相当，能够获得高灵敏度和高特异性的互补性结果。

 

生物通编辑：叶予

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