普洛麦格中文通讯 第八期 2003
 
 

     表1显示了用不同的退火DNA寡聚核苷酸为模板合成siRNA或发夹siRNA的产率,一般而言,每毫升反应体系中,siRNA产量>500μg,发夹siRNA的产量为1mg。对任何一种特异的模板,使用者可通过增加孵育时间(从30分钟到2小时)或提高转录反应温度(用42℃替代37℃)

来提高siRNA产率。这可以增加富含GC或含有二级结构的模板的转录效率。

 

模板设计及考虑因素

    采用体外转录产生小RNA所使用的模板DNA是退火的寡聚核苷酸双链。T7 RNA聚合酶启动子序列被整合到该模板的正义链和反义链,用以启动转录反应。为保证T7 RNA聚合酶的有效转录起始,靶序列必须包含序列5'-GN17C-3'。

    每个siRNA要求有两条分离的、退火的寡聚核苷酸做为模板,因而总共需要4个寡聚核苷酸。一个模板转录正义RNA链,另一个模板转录反义RNA链,图3显示了这些核苷酸的序列要求。这两条互补的DNA寡聚核苷酸模板分别转录后,正义和反义RNA链可退火形成siRNA。

    用含有两段互补的寡聚核苷酸序列的DNA为模板,可产生一个发夹siRNA。一些研究表明,短发夹siRNA(shRNAs)包含19个完全配对核苷酸,中间有不同的间隔区域,并且其末端是2个核苷酸的3'突出端,可以象siRNA一样,有效地诱导RNA干扰(8,12-17) 。合成shRNA需要两条长的寡聚核苷酸,退火后变成RNA链合成的模板。这种RNA可自身退火形成发夹结构。图3显示的环的长度及序列来源于参考文献13。

    每种shRNA需要一条退火的DNA寡聚核苷酸为模板,因此总共需要2条寡聚核苷酸。这些寡聚核苷酸的序列要求参见图3。

表1用T7RiboMAXTM RNAi 表达系统合成六个不同的siRNA模板(每个模板三次复制产量的平均值) 

   siRNA样品               产量(mg siRNA/ml反应)

Renilla Site 1 siRNA                   0.85
Renilla Site 1 hairpin siRNA        4.20
Renilla Site 2 siRNA                    1.50
Renilla Site 2 hairpin siRNA        2.10
Renilla Site 3 siRNA                    1.20
Renilla Site 3 hairpin siRNA        1.70

siRNA和发夹siRNA能够进行RNA干扰

    为了检验用T7 RiboMAXTM RNAi 系统合成的siRNA或shRNA在哺乳动物细胞中可进行RNA干扰,我们采用了两种不同的模型系统进行测试。一个系统靶点为一个稳定整合的外源报告基因,而另一个系统靶点是内源的转录因子基因。

    将稳定表达海肾荧光素酶的CHO细胞转染由T7 RiboMAXTM系统合成的siRNA或shRNA,每种siRNA均采用化学合成或体外合成。用另一个siRNA分子进行转染作为阴性对照,该分子包含有靶点mRNA所具有的各种单核苷酸,但序列不与靶点互补(“杂乱”siRNA)。图4显示了和“杂乱”siRNA对照相比,海肾荧光素酶活性的平均抑制程度。对于三个不同的靶点,体外合成的siRNA的抑制程度和化学合成相同序列的siRNA相当。另外,体外合成的shRNA和其它siRNA的功能具有可比性。因此,采用T7 RiboMAXTM System合成的siRNAs或shRNAs和化学合成的siRNAs具有同等的诱导RNA干扰的功能。

    另一个哺乳动物模型涉及到对内源靶点的表达。我们选择了转录因子p53,它是人类肿瘤中最常发生突变的肿瘤抑制因子(18)。P53蛋白半衰期较短,但可通过点突变或特定DNA肿瘤病毒蛋白,如SV40大T抗原的作用使其稳定。 为测试对P53蛋白的抑制,我们使用了293T细胞系,因为它含有SV40大T抗原,可以稳定P53蛋白质,使 P53有高水平积累。用“杂乱”siRNA,化学合成的p53 siRNA,或采用T7 RiboMAX Express RNAi 系统合成的p53 siRNA进行转染。结果显示化学合成的和体外转录的p53 siRNA能够降低p53的蛋白水平。采用T7 RiboMAXTM Express RNAi 系统合成的p53 siRNA和化学合成的相同序列的p53 功能相当。

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