Description:
MicroRNAs(miRNAs)aresmallnoncodingRNAsthatcontrolgeneexpressionattheposttranscriptionallevelthroughselectivelybindingtocomplementarymessengerRNAsequences. Approximately30%ofmammaliangenesareregulatedbythesesmallRNAmolecules,which affectavarietyof BIOLOGicalfunctions,includingdevelopment,celldifferentiation,proliferation,apoptosis,andmaintenanceofstemnessandimprinting.NorthernblottinghasbeenthemostcommonlyusedmethodforanalyzingindividualmiRNAs,althoughrecentlyanumberofnewapproacheshavebeendeveloped, suchas therelatedreal-timePCRandinvaderassays. LowsensitivityandpoorthroughputarethemainissuesofNorthernblotanalysis. Toresolvethisproblem, Signosishasdevelopedthe miRNAplateassaykits.Thekitsarehighlysensitive,andthebiochemicalconversionofmiRNAmoleculesintoCDNAsisnotneeded.Theprocedureoftheassayisassimpleasincubationandwash.
Principle:
IntheproprietarymiRNAplateassay,onemiRNAmoleculeisflankedbyacaptureoligoandabiotinateddetectionoligothroughtwobridgesoligos.OneofthebridgeoligosispartiallyhybridizedwiththemiRNAmoleculeandthecaptureoligoandanotherwiththemiRNAandthedetectionoligo.Thehybridisimmobilizedontoplatethroughhybridizationwithanimmobilizedoligoanddetectedbyastreptavidin-HRPconjugateandchemiluminecscentsubstrate.ThishybridstructureissensitivetothesequenceofthemiRNAmolecule.OnenucleotidedifferencewillpreventtheformationofthehybridandthereforemiRNAisoformcanbedifferentiated,whichnormallyishardtotacklewithNorthernblot.Inaddition,thesensitivityoftheassayishigherthanmiRNANorthernblotassay..gif)
Data:
miRNAplateassay.BothmiR-133andmiR-1arepreferentiallyexpressedincardiacandskeletalmusclesandplayessentialrolesindifferentiation,proliferationandapoptosisofcardiaccells.DysregulatedmiRNAexpressionhasbeencorrelatedtodiseasedheartsinhumanpatientsandtherefore,theyarewithgreatpotentialsasdiagnosticMarkersandtherapeutictargetsforcardiovasculardisease.(A)SchematicediagramofmiRNAplateassay.(B)ExpressionofmiR-133andmiR-1wasanalyzedwith5ugoftotalRNApreparedfromhumansckeletalmuscle,heart,andliverthroughNorthernblot(top)andmiRNAplatassay(bottom).(C)DetectionofmiR-133expressionwascomparedwithNorthernblot(top)andmiRNAplateassay(bottom).
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⒉特异性：Elbashir等和Brummel kamp等发现在21～23个碱基对中有1～2个碱基错配会大大降低对靶mRNA的降解效果。
⒊位置效应：Holen等根据人TF(tissue factor）不同的位置各合成了4组双链RNA来检测不同位置的双链RNA对基因沉默效率的影响。在不同浓度和不同类型的细胞中，hTF167i和hTF372i能够抑制85%～90%的基因活性，hTF562i只能抑制部分基因活性，而hTF478i则几乎没有抑制基因的活性。他们还以hTF167为中心依次相差3个碱基对在其左右各合成了几组双链RNA，有趣的是它们所能抑制该基因活性的能力以hTF167为中心依次递减。特别是hTF158i和 hTF161i只与hTF167i相距9个和6个碱基，但它们几乎没有抑制该基因活性的能力。结果还表明双链RNA对mRNA的结合部位有碱基偏好性，相对而言，GC含量较低的mRNA被沉默效果较好。
⒋竞争效应：Hoten等将10 nmol/L和30 nmol/L的hTF167i相比，两者的沉默基因效果无差异，但将20 nmol/L基因抑制效果很差的PSK314i和10 nmol/L的hTF167i相混和后，hTF167i产生的抑制效果明显降低。
⒌可传播性：在线虫中，双链RNA可以从起始位置传播到远的地方，甚至于全身。Feinberg 和Hunter在线虫细胞膜上发现一种跨膜蛋白SID1，它可以将双链RNA转运出细胞，因此系统性的RNAi包括了SID1介导的双链 RNA在细胞间的运输。但在果蝇上并未发现有此基因的同源物，因此在果蝇上通过注射产生的RNAi不能扩散。向左转|向右转
dsRNA（double-stranded RNA）介导基沉默作用dsRNA基点研究基沉默机制热点dsRNA指于30碱基RNA哺乳物细胞至少2条路径竞争双链RNA(dsRNA)其特异性路径：特殊dsRNA序列用于RNAi起始阶段dsRNA切siRNA（small interfering RNA 或short interfering RNAs）siRNARNA干扰作用赖发重要间效应能提供定信息允许特定mRNA降解siRNA义链与反义链各21碱基其19碱基配再每条链3’端都2配碱基
另条非特异性路径：要dsRNA存降解所RNA抑制所蛋白质合dsRNA激蛋白激酶PKR激PKR通系列磷酸化关闭翻译起始导致翻译抑制通激2’－5’AS 合激RNase L导致非特异RNA降解
关于特异性RNA作用机制模型包括起始阶段效应阶段起始阶段dsRNADicer酶（RNaseIII家族特异识别双链RNA员属内切核酸酶）作用加工裂解21－23核甘酸干扰RNA片断（siRNA）Dicer含解旋酶性及dsRNA结合域PAZ结构
RNAi 效应阶段siRNA双链结构解旋并形性蛋白/RNA复合物（RNA－induced silencing complex or RISC）siRNA 解双链即RISC激程需ATP由RISCsiRNA反义链与mRNA互补区域结合随切割mRNA达RNA水平干扰基表达RISC由种蛋白组包括核酸酶解旋酶同源RNA链搜索性等
两方面的证据提示转座子活性的抑制与siRNA有关
① 发现蠕虫mut-7 基因参与RNAi 并且与转座子的转座抑制有关;
② 在果蝇中, 参与RNAi 的RNA 解螺旋酶Spindle-E 的突变将导致该基因引起的基因沉默的缺失, 同时提高了反转录转座子活性。 RNAi抵御病毒感染
在拟南芥中研究转基因引起基因沉默时发现, sgs2/sde1基因突变的拟南芥对病毒的侵染表现出高度的敏感性 。 RNAi参与异染色质的形成和维持
Hall 等研究表明,着丝粒同源重复序列和RNAi 组分一起正负调节着异染色质的形成并共同促使异染色质组装成核；Vople 等在敲除裂殖酵母( S. pombe) 的RNAi 途径基因( 如Argonaute 、Dicer 、RDRP) 时发现异染色质转录得到的dsRNA可以在RNAi 途径的参与下, 加工成si RNA,si RNA 募集异染色质蛋白1( HP1) , 然后靶向性引起相应异染色质区域的转基因沉默。 RNAi参与机体的发育调控及生理代谢
RNAi 只抑制转录后的基因, 所以RNAi 在生物体发育学研究中具有优势。Chuang 等用RNAi 技术进一步证实了AG、CLV3 、AP1 、PAN 等已知功能基因在拟南芥花发育过程中的功能。在RNAi 过程中形成的RISC 复合物可根据不同情况分别利用si RNA 或stRNA 行使不同的功能, 但最终均导致特定基因沉默。向左转|向右转
本是小菜鸟，目前研究某个比较新的蛋白对内质网应激的影响，需要抑制这个蛋白的表达看下游信号的表达情况，但是无论如何夜找不到抑制剂，做RNA干扰的话经费就超出预算了！急求各位大神，帮忙出个解决方案吧！非常感谢！
请有经验的战友指点，若可以最好能提供几篇应用动物进行RNA干扰研究的文章．
非常感谢！
域结合到siRNA 的3’的二核苷酸突出端；一些AGO蛋白质的PIWI结构域赋予slicer以内切酶的活性。PAZ和PIWI两个结构域，对于siRNA和目标mRNA相互作用，从而导致目标mRNA的切割或者翻译抑制过程，是必不可少的。同时，不同的AGO蛋白质有着不同的生物学功能。例如，在人当中，AGO2“筹划”了RISCs对于目标mRNA的切割过程；而AGO1 和AGO3则不具备这个功能。
Core RISC：是介导目标mRNA切割过程或者翻译抑制的最小的RNA-蛋白质复合物。在人和果蝇身上发现的分子量少于200kDa的RISCs可能就是core RISC的重要代表。AGO蛋白质和Core RISC密切相关。
Dicer (DCR）：是RNAase Ⅲ家族中的一员，主要切割dsRNA或者茎环结构的RNA前体成为小RNAs分子。对应地，我们将这种小RNAs分子命名为siRNAs和miRNA。Dicer有着较多的结构域，最先在果蝇中发现，并且在不同的生物体上表现出很高的保守性。
Holo RISC：是在果蝇中发现的有着RISC活性的最大的RNA-蛋白质复合物（80S）。Holo RISC的生物学活性牵涉到几乎所有的RISC的成员，RLC成员，和一些其他通路上的蛋白质分子。Holo RISC的存在，表明了RISC组装不是孤立的，同时还是一个有序的过程。以RISC为中心的RNAi和miRNA通路与一些其他的通路密切联系，很可能借此调控生物体的生长发育过程。
Microprocessor：一种核内的复合物，主要由Drosha和Pasha两者组成，在miRNA的生物合成中促使原始的miRNA成为miRNA前体。
MicroRNA (miRNA）：是含有茎环结构的miRNA前体，经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子（~21-23个核苷酸）。MiRNA，以及miRISCs（RNA-蛋白质复合物）在动物和植物中广泛表达。因之具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能，miRNA被认为在调控发育过程中有重要作用。
RISC loading complex (RLC）：是一种促使RISC形成的复合物。RLC有方向性地调节小RNA双螺旋，为以后的RISC组装作好铺垫。siRISC loading complexes （siRLCs）在果蝇中研究最多。有研究者认为在果蝇中的siRLCs包含DCR2-R2D2异型二聚体和siRNA双螺旋；R2D2部分是非对称性的感受器，为RISC组装调整好siRNA的方向。miRISC loading complexes （miRLCs）的研究尚未报导，因为它的过程更为复杂，而且体外研究miRLCs的方法还没有建立。
RNA-induced initiation of transcriptional gene silencing (RITS）：是一种组织染色质变型的复合物。RITS复合物也包含Dicer加工形成的siRNA和AGO蛋白质，通过结合到异染色质的基因池上来促使异染色质上基因的沉默。
RNA-induced silencing complex (RISC）：一种RNA-蛋白质复合物，通过与目标mRNA完全或者部分的互补配对来实施切割或者翻译抑制功能。SiRNA组装siRISC，miRNA组装miRISC。RISCs（无论siRISC还是miRISC）包括两种类型：切割型和不切割型。研究表明，RISC当中的AGO蛋白质决定了RISC是切割型的还是不切割型的。
Slicer：在切割型RISC中的内切酶的另外一种表述方法。
Small interfering RNA (siRNA）：是一种小RNA分子（~21-25核苷酸），由Dicer（RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶）加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默。向左转|向右转
近期，北京大学基础医学院鲁凤民教授课题组与许中伟、夏宁邵教授等合作，在《Theranostics》杂志上在线发表了题为“ThegRNA-miRNA-gRNAternarycassettecombiningCRISPR/Cas9withRNAiapproachstronglyinhibitshepatitisBvirusreplication”的研究论文。该研究通过模拟microRNA（miRNA）的生成过程，整合双gRNA导向的CRISPR/Cas9和RNA干扰技术，高效破坏乙型肝炎病毒（HBV）的复制模板-共价闭合环状DNA（ccCDNA），探索病毒清除新路径。北医王杰讲师、陈然和张瑞阳博士研究生为该论文的共同第一作者。
目前，我国仍有慢性HBV感染者约7800万人，慢乙肝患者约2800万人。HBV感染仍是我国病毒性肝炎、肝硬化及肝癌的重要致病因素。作为HBV复制模板的cccDNA，由于其半衰期相对较长，加上cccDNA池的不断补充，使得细胞核内的cccDNA持续存在、感染慢性化。目前，临床上治疗慢乙肝的常用药物为核苷（酸）类似物和长效干扰素，二者均不直接作用于cccDNA，难以有效清除病毒实现临床治愈。因此，研发直接靶向cccDNA的药物，寻找清除cccDNA的新方法和新策略，是当前慢乙肝治疗药物研发的热点。
该研究以miRNA-31为基本骨架，通过模拟其核心序列的二级结构设计HBV特异的miRNA（miR-HBV），miRNA两侧侧翼序列为特异性靶向cccDNA不同位点的引导RNA（gRNA）。如图所示，该gRNA-(miR-HBV)-gRNA三联体表达体系导入细胞后，在细胞核内转录形成gRNA-(miR-HBV)-gRNA长转录本，经内源的Drosha/DGCR8复合体剪切，形成2个gRNA和1个miR-HBV前体（pre-miR-HBV）。进入细胞质后，pre-miR-HBV进一步经Dicer酶剪切，形成成熟的miR-HBV。一方面双gRNA导向的CRISPR/Cas9系统通过切割并去除cccDNA的关键调控和编码序列直接破坏cccDNA，另一方面通过miR-HBV在转录后水平抑制HBV复制，进而抑制cccDNA池的补充，协同促进HBVcccDNA的清除。此外，本研究还发现，当pri-miRNA-31的侧翼序列长度为38bp时与双gRNA组成的三联体对HBV复制的抑制效率最高。
双gRNA导向的CRISPR/Cas9整合RNAi技术高效抑制HBV复制模式图
当然，该技术离临床应用尚有较远的距离。一方面如何高效和靶向性地将三联体递送到HBV感染的肝细胞内是需要攻克的一大障碍；另一方面，CRISPR/Cas9基因编辑技术的脱靶效应也有安全性之虞。然而，近年来随着Cas核酸酶的不断改造，其脱靶效应得到了有效控制，安全性大为提高。而且，随着金黄色葡萄球菌Cas9的发现，使得CRISPR/Cas9系统可以装入腺相关病毒载体中，致使该技术应用于临床的距离逐渐缩短。
总之，本研究通过gRNA-(miR-HBV)-gRNA三联表达框架联合CRISPR/Cas9和RNA干扰技术高效破坏cccDNA，促进HBV清除，为慢乙肝抗病毒治疗提供了新的思路。该项研究得到国家十二五重大科技专项计划“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”项目和国家自然科学基金的支持。
论文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28839466
