德国科学家找到了关闭基因的一个更快方式

　　

生物通编译：当科学家说发明了一项与多聚酶链反应（PCR）并驾齐驱的新技术时，你会认为他在吹牛。这至少是一名研究者如何看待本周一份关闭哺乳动物细胞中特异基因的新方法的报告的态度。尽管仍然处于新生阶段，这种名为RNA干涉（RNAi）的技术令目前费劲的过程进行得更快，就象PCR方法复制DNA片断一样。

麻省大学医学中心的Phillip Zamore预言到：“这一技术将带来哺乳动物体细胞遗传学的全新革命。利用这种方法，将不用花费半年到一年的时间找出如何关闭一个哺乳动物基因表达的方法，而是可以仅仅在一个礼拜的时间内关闭十个基因的表达。”

RNAi是一个双链RNA（dsRNA）分子关闭，或静默一个有相应序列基因表达的过程（见Science, 26 May 2000, p.1370）。各种生物，包括植物，果蝇，线虫Caenorhabditis elegans，而且可能包括哺乳动物，似乎都利用RNAi的方式来对抗病毒，以及限制转座子的转移。

最近科学家们已经利用了这一过程来作为研究工具，将dsRNA注射入细胞中关闭特异的基因，从而获得它们功能的线索。这类研究工作带来一些令人震惊的结果。比如去年，科学家们使用该技术系统地阻断了两个C.elegans染色体上几乎所有基因的表达。但是到目前为止，利用RNAi关闭基因在哺乳动物细胞中并不成功。尽管在小鼠胚胎中获得了成功，但是dsRNA导致在其它哺乳动物细胞中蛋白合成的全部关闭。

一个siRNA阻断目标基因制造蛋白质（左图），而对其它基因没有影响（右图）。

现在德国Max Planck生物物理化学研究所的科学家在5月24日出版的Nature上报告说他们已经最终克服了这一障碍：通过利用专门构建的比迄今实验中使用的更短的dsRNA分子，他们关闭了几个不同的哺乳动物培养细胞系中的目的基因。虽然该技术不会取代基因敲除技术，但是RNAi确实具有某些优越性。这种方法比基因敲除技术更快而且更为简单，而且那些在胚胎中敲除后导致死亡的基因也可以利用RNAi的方法在培养细胞中进行研究。

新的工作来自在果蝇中进行的RNAi研究。尽管RNAi机制很大一部分还不清楚，研究者们知道dsRNA引起信使RNA（mRNA）的降解，阻断蛋白产物的合成。今年年初，Thomas Tuschl和他在Max Planck研究所的合作者发现一个RNAi的中介分子，称为siRNA（小干涉RNA），促使一个在果蝇中mRNA的降解。Tuschl想知道是否这种中介分子，一个两端悬出两个碱基的21个碱基长的dsRNA，会比更长的dsRNAs在关闭培养的哺乳动物细胞中的基因方面更好。

在最新的研究中，Tuschl和他的研究组对合成的siRNAs进行了测试，该合成siRNA与四个表达细胞骨架蛋白的不同基因的序列相应。在四个来自人类和猴子的不同细胞系中，四个基因中有三个基因的表达大大降低——表达降低大约90%。第四个基因高度表达，这使得关闭该基因更为困难。对照组中非siRNAs靶的基因表达不受影响。该研究组然后在其它基因上实验了RNAi，并且证实十分之九的基因可以通过这种方法被关闭。

这种在哺乳动物细胞中定向关闭基因通过绕过低等生物中不存在的整个细胞过程而发挥作用。注射长dsRNAs进入哺乳动物细胞中（这可能类似于一个病毒的入侵）诱使减少许多基因表达的干涉反应，而且可能甚至导致细胞自杀。siRNAs似乎足够短从而可以逃脱干涉系统的“雷达监控”，但是足够长至特异定位单个基因。

Zamore提醒说，尽管该技术前景很好，但是目前说是否该技术将大量使用还太早。比如基因并不总是完全关闭，而且RNAi可能不会对那些蛋白产物异常稳定或相当大量的基因发挥作用。15年前，反义方法在基因关闭和基因治疗中也同样带来了类似的希望，但是结果并非如此。然而与反义不同，RNAi似乎利用了已有的生物学途径，这可能有助于该技术的成功。（版权所有 转载请注明）

——摘译自Science Volume 292, Number 5521, Issue of 25 May 2001, pp. 1469-1471. （heartlake）