吳立剛課題組Nature子刊發布RNAi新工具

　　來自中科院上海生命科學研究院的研究人員報告稱，他們設計出了一種替代性的小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）前體，將之命名為saiRNA (single-stranded, Argonaute 2 (Ago2)-processed interfering RNA)，并證實這種核酶增強saiRNA可觸發有效的基因沉默，且顯示更少的脫靶效應。這一研究成果發布在10月12日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

　　中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所的吳立剛（Ligang Wu）研究員是這篇論文的通訊作者。其主要研究方向是非編碼RNA分子機器的功能、機制及其應用。

　　自從在秀麗隱桿線蟲中發現RNA干擾(RNAi)以來，它已成為了在廣泛的細胞中沉默靶基 因的一種強大工具，具有極大的治療潛力。RNAi是由長度大約為21個核苷酸(nt)，3′端具有一個2

　　nt懸突的短RNA雙鏈體——所siRNA觸 發。在細胞質內，siRNA雙鏈體結合Argonaute (Ago)蛋白并形成RNA誘導沉默復合物（RISC）。隨后在RISC內引導鏈與乘客鏈分離，只有一條鏈保留下來。成熟RISC包含一條單鏈 siRNA，可識別具有完全互補序列的mRNAs，在結合位點引導內切核苷酸切割，觸發整條mRNA快速降解。

　　化學合成siRNAs是一種誘導RNAi的有效方法；然而由于只能短暫敲落靶基因，這種方法的效用有限。當前，短發夾RNA(shRNA)被廣泛利用來生成相應的siRNA實現基因沉默，同時可解決siRNA干擾時間短的缺點（延伸閱讀：RNAi技術先驅Cell子刊：優化RNAi新工具）。

　　盡管RNAi具有巨大的基因沉默潛力，適用于體內外各種應用，人們對其仍存在一些保留意見。siRNAs與mRNAs部分堿基配對引起脫靶效應所造 成的毒性作用，及通過miRNA樣機制會下調許多非預期靶標是人們擔心的因素之一。此外，shRNAs可通過競爭對miRNA生物合成及功能至關重要的蛋 白質因子破壞內源性miRNA功能，導致許多miRNA調控基因失抑制。

　　在這篇文章中研究人員報告稱，設計出了一種替代性siRNA前體saiRNA，saiRNA包含一個16–18

　　bp的莖和一個與靶轉錄物互補的 環。導入來自丁型肝炎的一個自我剪切酶到轉錄saiRNA 的3’端，通過生成一個短3′懸突來促進saiRNA有效結合Ago2，顯著提高了它的沉默活性。相同的核酶還可提高Dicer依賴性shRNAs的活 性。不同于典型shRNA，在加工過程中Ago2介導鏈特異性切割saiRNA除去了乘客鏈，阻止了siRNA與非核水解Ago蛋白。因此降低了脫靶效 應。此外，saiRNA較少與內源性miRNAs生物合成產生競爭。

　　因此，這一核酶增強的saiRNA為RNA干擾應用提供了一個可靠的工具。