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  • 發布時間:2022-11-11 12:00 原文鏈接: 概述轉錄后基因沉默的基本內容

      PTGS在多種生物中有共性,對PTGS的激活和與其相關的RNA降解調控過程有了初步的認識。也發現植物病毒在轉基因植物和非轉基因植物中都能和轉基因一樣誘發轉錄后基因沉默。令人吃驚的是,轉基因植物的共抑制現象(轉基因與同源的內源基因一起失活)、轉基因植物的病毒抗性和非轉基因植物對病毒正常自然侵染的抗性、真菌的quelling現象(真菌中的共抑制)、各種動物的RNA干擾(RNA interference,RNAi)以及轉座因子的轉座失活等這些表面看來完全不相關的現象中竟然存在著非常相似的基因沉默機制,即PTGS。這種基因沉默可能是生物體的本能的反應,因為無論是轉基因、轉座因子還是病毒,對植物而言都是誘發突變的外來侵入的核酸,植物為保護自己,在長期的生物進化中,形成了基因沉默這種限制外源核酸入侵的防衛保護機制。 在線蟲Caenorhabditis elegans中,RNAi敏感性缺失突變體中轉座子的轉座活性增強,表明轉座子的轉座失活是被一種類似PTGS的過程調控的,這一過程與RNAi作用有關,是通過細胞內雙鏈RNA互作引起同源特異性的RNA降解。

      PTGS中的RNA在細胞質中的特異性降解并不需要RNA結合到核糖體上,這與通常的RNA降解代謝調控需要與翻譯相關連不同。Bass對RNAi激發的RNA特異性降解機制進了體外研究,發現通過添加外源的雙鏈RNA或靶標mRNA可以激活PTGS,這與早期在植物中發現的雙鏈RNA介導PTGS一致。通過對發生PTGS的轉基因植物進行嫁接實驗和分析植物病毒病的恢復現象觀察到,PTGS是一種系統性的過程,稱為系統獲得性沉默(systemic acquired silencing,SAS)。PTGS的系統傳播性在真菌和線蟲中也得到了證明。進一步研究發現,轉基因或病毒侵染介導的PTGS植物中普遍存在著大量的序列特異性正義和反義的大約25個核苷酸的小分子RNA,而正常的非轉基因植物和沒有發生PTGS的植物中則沒有。這些小分子RNA作為信號分子,在植物中與特定的運輸蛋白特異結合,防止被核酸酶的降解,通過胞間連絲和韌皮部篩管運送到植物體的各個部位,使PTGS具有系統持久性。這一運轉過程與植物病毒在植物體內的運輸有著十分相近的機制。這些-25nt RNA的積累需要轉基因的轉錄或病毒的復制,與其它雙鏈RNA等多種異常RNA相比,-25nt RNA對于PTGS的激發、靶標RNA的特異性降解以及PTGS的系統性維持更為重要。

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