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反义RNA技术改善窍门

(1)优化反义RNA的联系。反义RNA链的长度对按捺基因的作用是主要的。双螺旋构成过程中将开释能量,RNA链越长,开释的自由能越多。从这一含义来讲,可以说长RNA作为反义RNA更有用。可是,并没有对于反义RNA长度的一般规矩。Nellen和Lichtentein曾指出,有关反义RNA技术的一个遍及问题是,如何使反义RNA更有用,即如何使一个互补的RNA变成有用的反义RNA。在植物中掩盖全部cDNA的反义RNA有用地按捺了基因表达。可是,与5?或3?端有些mRNA互补的反义RNA作用同样好。最小的反义RNA只要41个核苷酸。
反义RNA的二级构造对双螺旋的构成至关主要。因为构成双链构造必须战胜公理和反义RNA自身的二级构造,比潜在自由能的肯定量更主要的是构成双螺旋的作用能量,也就是说,双螺旋构象是由动力学操控的,而不是由开释的自由能的肯定量操控的。原核生物中自然发生的RNA可以极好的阐明RNA构造与构成双螺旋构象的速度之间的复杂联系。Simons和Kleckner指出,很多十分有用的反义RNA一般较短(约70个核苷酸),富含一个典型的茎环构造。例如大肠杆菌R1质粒的拷贝数受反义 RNA cop A的操控。Nordstroem和合作者具体研讨了这一体系,其公理和反义RNA由同一DNA编码,但以相反方向转录。因而,点骤变一点也不能改动这两种RNA的互补性,可是当一起改动公理和反义RNA环区时,虽然两条RNA链彻底互补,但联系率下降了三至四倍。与此一起,质粒拷贝数却增加了。很显然,联系率受公理和反义RNA二级构造的影响。两条RNA链构成双螺旋的初始“符合”构造十分主要。
毫无疑问,内源的公理RNA不能被改动,但反义RNA的靶联系区及反义RNA的长度是可以改动的。这将影响反义RNA的二级构造,然后改动其联系才能,使其与靶RNA联系更有用。Rittner等令人信服地证明了反义RNA的长度与它的联系率之间的复杂联系。他们用一个5?端长度固定的人免疫缺点型I型病毒(HIV-I)的反义RNA,改动其3?端,然后改动了RNA长度。然后挑选可以迅速联系的反义RNA,发现联系率长度之间的联系依长度和相应二级构造的不一样而摇摆。3?端只要几个核苷酸不一样的反义RNA联系率变化可达上百倍。这与反义RNA的二级构造的改动有关。并且,体外的联系率与体内按捺HIV-I增值的有用性共同。这些成果也证明了在体内使用反义RNA按捺靶基因之前,在离体条件下实验的主要性。
在优化反义RNA的实际长度曾经,也可以用计算机辅佐剖析靶RNA,以寻找有用的靶RNA序列,经过设置一个50~400核苷酸的窗口,Sczakiel等规划了基因组和非基因组HIV RNA的能量。这些能量反映了区域折叠才能。观察到高△G值(低自由能)区域与按捺HIV仿制的最有用区相对应。
(2)延伸反义RNA的半衰期。原核生物中自然发生的反义RNA极端安稳,可能是因为它们特殊的茎环构造维护它们免受核酸外切酶的降解。据报道,经过操控刺进序列IS10的RNA-OUT,能在体内安稳存在70 min,达三代之久。在反义RNA的结尾加上这些维护性的茎环构造,可以减少核酸外切酶的降解。Heinrich等使用了这一办法。近来,Bourque和Folk报道,一个变相办法是把反义RNA与tRNA连接,用一个依赖于DNA的RNA聚合酶III特异发动子来表达。
(3)在细胞质中表达反义RNA。另一个可以取得高水平表达的反义RNA的办法是在一个游离的仿制体系中表达反义基因。这种体系不一样于转基因于细胞核内染色体上。已有几个使用植物RNA病毒作为载体的体系,在细胞质中表达反义RNA。Joshi等用萤火虫萤光素酶基因替代了大麦条斑病毒(BSMV)RNA β的敞开读码框b,并且在转染烟草和玉米原生质体时表达;Donson等用一个以TMV为根底的载体来发生细菌新霉素磷酸转移酶(NPT II)。Chapman等使用马铃薯病毒X(PVX)为载体,表达了β-葡萄糖苷酸酶(GUS)。Dolja等把GUS刺进到烟草蚀刻病毒(TEV)的多聚蛋白中,得到了表达。因而,在这么的体系中表达反义RNA是彻底可行的。刘博林等借助于Chapman等的PVX载体表达体系,在野生烟草(N. clevelandii)细胞质中成功表达了对应于plum pox virus(PPV)的反义RNA和酶性RNA。这为在细胞质中按捺RNA病毒的仿制研讨奠定了杰出的根底。
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