秀丽线虫RNAi服务
RNA干扰是一种进化上保守的现象,从人类到秀丽线虫均存在。通过引入双链RNA(dsRNA)或小干扰RNA(siRNA),可以诱导特定基因的沉默或抑制。这一过程涉及双链RNA的切割、RISC(RNA诱导的沉默复合体)的形成以及mRNA的降解等多个步骤。在秀丽线虫中,RNA干扰仍是一项重要的反向遗传技术。与其他方法(如基因敲除)相比,RNA干扰在抑制基因表达方面具有几大优势,如不改变遗传信息、效率高、重复性好等。
RNA干扰在秀丽线虫的作用原理
RNA干扰主要由双链RNA或小干扰双链RNA触发,导致转录后基因沉默。首先,与内源性mRNA互补的双链RNA被RNase III酶Dicer切割成21至23个核苷酸长的小干扰RNA(siRNA)。这些siRNA随后被RISC识别并结合。RISC作为RNA干扰效应复合体,能够解开siRNA双链,使其精确结合到互补的mRNA靶标上,进而切割siRNA-mRNA双链并降解mRNA。
图1 RNA干扰在秀丽线虫中的分子机制(Wang J, et al., 2005.)
秀丽线虫的RNAi服务
秀丽线虫的RNAi服务通常用于基因功能研究、疾病机制探索以及潜在药物靶点的筛选。通过抑制特定基因的表达,这项技术有助于了解该基因在生理过程中的作用。目前,在秀丽线虫中进行RNA干扰主要有四种方法:
注射法RNAi
将体外合成的双链RNA(dsRNA)注射到年轻成虫体内,观察其后代是否出现突变表型。注射法RNA干扰在个体秀丽线虫之间具有可靠的基因抑制效果,但操作相对费时费力。
浸泡法RNA干扰
将秀丽线虫浸泡在高浓度的dsRNA溶液中,观察它们或其后代是否出现表型变化。浸泡法适用于处理中等数量的动物(如数十至数百只)或在96孔板中进行高通量筛选。任何发育阶段的秀丽线虫均可使用浸泡法。
喂食法RNA干扰
将能够产生所需dsRNA的细菌喂食给秀丽线虫,观察它们或其后代的表型变化。喂食法是最省力且经济的方法,但结果可能比浸泡法或注射法略为多变。喂食法可用于同时处理大量动物或在琼脂平板和液体培养中进行高通量筛选。任何发育阶段的秀丽线虫均可使用喂食法进行RNA干扰。
转基因法RNA干扰
构建用于产生dsRNA发夹结构的反向重复(inverted repeat, IR)质粒。该质粒包含一个组成型(如热激)或组织特异性启动子,用于表达目标基因的有义片段和反义片段。将质粒注射到秀丽线虫中,构建游离的秀丽线虫品系,以实现持续的RNA干扰。
图2 喂食法RNA干扰抑制gfp表达(Baumanns S., et al., 2022)
参考文献
1. Wang J , Barr M M .RNA Interference in Caenorhabditis elegans[J].Methods in Enzymology, 2005, 392(Chapter 26):36-55. doi:10.1385/1-59259-935-4:029.
Baumanns S, Beis DM, Wenzel U. RNA-interference in the nematode Caenorhabditis elegans is effective using paraformaldehyde-inactivated E. coli HT115 bacteria as a food source. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2023 Jan;1870(1):119375. doi: 10.1016/j.bbamcr.2022.119375.