反义寡核苷酸介导的miRNA沉默研究
RNA介导的基因沉默技术研究
RNA介导的基因沉默技术研究基因沉默是基因表达调控的一种机制，它通过阻断基因转录或抑制已经转录的mRNA的翻译来抑制基因表达。
RNA介导的基因沉默技术采用了RNA作为调控基因表达的工具。
这种技术广泛应用于基因功能研究、疾病治疗和农作物改良等领域。
RNA介导基因沉默技术主要分为siRNA、miRNA和shRNA三类。
1. siRNAsiRNA是20-25个核苷酸的双链RNA，它通过与靶基因mRNA特异性杂交，介导RNA诱导靶基因沉默。
这个过程通过小核RNA和RISC( RNA-Induced Silencing Complex)协同完成。
当siRNA与mRNA杂交后，RISC会切断mRNA形成不完整的片段，导致mRNA降解或翻译抑制。
siRNA技术可以实现精准靶向，对于多种疾病治疗具有潜在的应用价值。
但是，siRNA技术的缺点是需要选择合适的RNA靶点，并且siRNA的短寿命和难以穿透细胞膜限制了其广泛应用。
2. miRNAmiRNA是20-24个核苷酸的单链RNA，它通过特异性结合目标mRNA，同时与RISC结合，引导RISC切割目标mRNA分子。
同时，miRNA还可以通过直接结合靶标的5’端和3’端调控mRNA 的效率和速度。
miRNA广泛参与基因表达调控，可以调控20000多种基因的表达。
miRNA的缺点是具有很高的复杂性和不确定性。
miRNA靶基因的预测算法准确性存在差异，miRNA同靶基因的作用机制还需要进一步研究。
3. shRNAshRNA是基于RNA干扰技术的新型分子，可以在基因水平靶向RNA，抑制基因表达。
shRNA是单链RNA，具有RNAi引发靶基因沉默的功能。
其优点是技术简单，稳定性较好，可以长期干扰一个基因，生成稳定的RNAi信号。
但是，shRNA技术的缺点是仍然存在一些安全性问题和非特异性靶向的可能性。
实现精准稳定靶向仍然是一个需要解决的问题。
RNA介导的基因沉默技术具有广泛的研究和应用前景。
miRNA的具体研究方法及研究思路
miRNA的具体研究方法及研究思路lin-4，第一个已知的miRNA，在1993年被发现。
自此，miRNA 的研究就一发不可收拾。
线虫、果蝇等模式生物的研究鉴定出miRNA的许多重要功能，包括发育期间细胞增殖和死亡的协调，抗逆性，脂肪代谢等等。
相对于这些低等的模式生物，哺乳动物的miRNA功能研究可就复杂得多。
在开始的几年，科学家们的首要目标是利用克隆、生物信息学和基因表达等方法编纂出完整的miRNA目录和它的表达方式。
随着这个目标日益接近，研究重心又转移至miRNA功能的阐释。
针对这一目标，涌现出多种技术，有报告基因分析、原位杂交、过表达和沉默、生物信息学预测算法等，它们都有助于miRNA功能的推断。
分析miRNA的表达在鉴定新的miRNA时，通常采用三种方法：正向遗传学、定向克隆和生物信息学分析。
正向遗传学主要运用于果蝇和线虫中，它通过一个突变表型来了解miRNA的功能。
第一个miRNA基因lin-4就是这么鉴定出的。
然而，正向遗传学这么多年来也就鉴定出寥寥几个miRNA。
这是因为miRNA很小，只要突变不影响种子序列，它们就有潜力耐受，因此很难击中。
另外，由于冗余，表型筛选不能识别很多miRNA突变体。
因此正向遗传学不可能成为鉴定miRNA的主力军。
之后，定向克隆技术的出现，让多种细胞系和组织中的miRNA 大规模鉴定得以实现，包括人、小鼠和斑马鱼等。
miRNA的克隆流程大致如下：在变性的聚丙烯酰胺凝胶上分离RNA样品，并回收大小在18-25 nt的片段。
接着，给RNA加上5’和3’接头，并进行RT-PCR，然后将片段克隆到载体上，构建出cDNA文库。
对单个克隆进行测序和分析，以确定小RNA。
目前测序技术的蓬勃发展也大大促进了这种方法。
然而对于某些只在特定细胞类型中表达，或以低水平表达的miRNA来说，鉴定起来还是有难度的。
另外，介于物理性质或转录后修饰，某些miRNA可能难以克隆，这也是一个棘手的问题。
MicroRNA研究概况以及MicroRNA芯片技术简述MicroRNA的研究
MicroRNA 研究概况以及MicroRNA 芯片技术简述一、MicroRNA 的研究概况1.MicroRNAMicroRNA（miRNA , miR）是由约21-25个核苷酸组成的分子，microRNA 通过抑制mRNA 的翻译或者促进其降解而起到负性调控的作用。
最初miRNA 的功能在植物学、癌症、病毒性感染和发育生物学中得到了验证。
但最近的研究发现，患有心脏疾病的小鼠对照正常状态miRNAs 失调，并且在肥大的心脏中也检测到了数种miRNA 的上调或者下调，同时体外实验也证实了它们对心肌细胞形态的影响。
2.MicroRNA 的研究进展miRNA现象的最早报道是在佃80年的Genetics和Cell上。
佃93年在线虫中发现的lin-4 是第一个被确定的miRNA [31]，它的基因产物是21 个核苷酸的RNA 分子并且部分序列互补于lin-14 mRNA的3' UTR区域。
这些互补序列使lin-4间断地与lin-14 mRNA结合。
奇怪的是，lin-4没有明显地改变lin-14 mRNA的量，但是Lin-14蛋白表达却明显降低。
2000年又在线虫中发现了与lin-4相似的miRNA ―― let-7，它们参与线虫发育的时空调节。
miRNA基因首先被RNA聚合酶H转录为较长的初始转录本，该转录本含有数千个核苷酸，称其为pri-miRNA。
在pri-miRNA内，miRNA位于由大约70个核苷酸构成的环柄结构内。
在动物体内，该环柄结构在细胞核内被RNA酶川Drosha和其辅助蛋白Pasha/DGCR8 识别和切割，形成pre-miRNA 。
之后，pre-miRNA 迅速被核质/细胞质转运蛋白Exportin5转运至细胞质，被位于细胞质内的RNA酶川Dicer 进一步切割。
产生一个类似于siRNA 的miRNA ：miRNA* 复合体，随后，该双链体解旋为成熟的miRNA和miRNA*，成熟的miRNA在一种ATP-依赖的沉默复合体（RISC ）中，形成非对称的RISC 复合物。
沉默病毒编码的miRNA——新型抗病毒治疗法研究进展
沉默病毒编码的miRNA——新型抗病毒治疗法研究进展夏银可;潘耀谦;朱广蕊;刘兴友【摘要】miRNA是一类在转录后水平调节基因表达的非编码RNA.病毒编码的miRNA在调控病毒基因自身表达及病毒与宿主相互作用方面起着重要作用,这一类miRNA有助于提高病毒的致病性.因此,通过使用与病毒miRNA互补的单链核苷酸即抗miRNA寡核苷酸(anti-miRNA oligonucleotides,AMOs)来抑制病毒miRNA的表达,从而沉默其功能达到抑制病毒复制的效果,这可能成为一种治疗病毒性感染的新方法.文章描述了研究较深入的病毒miRNA与其功能及AMOs的修饰方式,并讨论了AMOs应用的可能性.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2012(039)002【总页数】5页(P35-39)【关键词】病毒miRNA;AMOs;反义寡核苷酸;RNA干扰【作者】夏银可;潘耀谦;朱广蕊;刘兴友【作者单位】河南科技学院,河南新乡 453003;动物病毒防控与药残分析河南省重点学科开放实验室,河南新乡 453003;动物疫病和残留物防控河南省高校工程技术研究中心,河南新乡 453003;河南科技学院,河南新乡 453003;动物病毒防控与药残分析河南省重点学科开放实验室,河南新乡 453003;动物疫病和残留物防控河南省高校工程技术研究中心,河南新乡 453003;河南科技学院,河南新乡 453003;动物疫病和残留物防控河南省高校工程技术研究中心,河南新乡 453003;河南科技学院,河南新乡 453003;动物病毒防控与药残分析河南省重点学科开放实验室,河南新乡453003;动物疫病和残留物防控河南省高校工程技术研究中心,河南新乡 453003【正文语种】中文【中图分类】Q756病毒是人体中常见的寄生物，能够通过创造一个良好的细胞环境来逃避宿主免疫系统的监测，从而允许其复制和生存。
为了实现这个目的，病毒已形成了不同的机制，其中之一就是通过调整宿主细胞对病毒的RNA干扰从而在转录后水平调节宿主细胞和病毒基因的表达。
microRNA沉默技术
microRNAs 沉默技术例证
microRNAs沉默技术例证
实验进程1
·实验动物：小鼠
·沉默分子：antagomir-122
就
是
·提呈系统：胆固醇偶联
我
啦！
·注射方式：尾静脉注射
·靶分子：miR-122（肝脏）
microRNAs沉默技术例证
northern biot分析
③ 夏新，张小敏，宋鹏飞，王爽.反义寡核苷酸介导的 miRNA沉默研究.安徽农业科学.2011.39(24):14545-14547
④ Ambros, V. The functions of animal microRNAs. Nature 431, 350–-355
病（没有图）
microRNAs 沉默技术
microRNAs沉默技术
microRNAs的转录与加工
无效或低 效沉默
高效沉默
microRNAs沉默技术
用单纯的反义寡核苷酸抑制miRNA
效果差！！
分子改造！！
反义寡核苷酸链与miRNA之间 亲和力低！！稳定性差！
1.提高亲和力！ 2.延长细胞内滞留时间！
目录
microRNAs 背景知识介绍
microRNAs的背景知识介绍
mRNA：信使RNA，转录的模板 tRNA ：转运RNA rRNA：核糖体RNA microRNA：微小RNA，起基因调控作用。 hnRNA：不均一核RNA，多为mRNA的前体 snRNA：小核RNA ,对RNA加工方面起作用。 ssRNA:作为病毒的线状单链遗传物质 dsRNA：作为病毒的线状双链遗传物质 siRNA：小干扰RNA Sat-RNA：卫星RNA TR：端粒酶RNA，组成端粒酶的成分之一 核酶RNA：起催化反应的RNA。 。。。。。。
从反义RNA到人工miRNA的植物基因沉默技术革新_张晓辉
2009-05-11 收稿, 2009-06-25 收修改稿 * 国家重点基础研究发展计划( 批准号: 2009C B119000) 和国家自然科学基金( 批准号: 30671417 和 30800756) 资助项目 * * 通信作者, E- mail : zb ye@ mail1 hz au1 edu1 cn
摘要 植物基因沉默技术作为一个重要的遗传操作工具在植物分子生物学研究和遗传改良方面 得到广泛应用. 自 20 世纪 90 年代基因沉默现象发现以来, 多种植物基因沉默技术相继建立, 包 括共抑制、反义 RNA、hpRNA i 和 VIGS 等. 最近, 两种新的 植物基因沉默 技术: 人工 M icroRNA 和人工 tr ans- act ing siRNA 建立起来, 在基因沉默的精确性和高效性等方面有了新突破. 由 于植物体具有多条基因沉默途径, 不同的基因沉默技术具有独特的应用优势. 本文对这些基因沉 默技术进行了系统的介绍和总结, 梳理了不同技术的优缺点和适用范围, 并展望了植物基因沉默 技术进一步发展的方向和应用前景.
基因功能时方便快捷[ 19] . 很多病毒能够编码抑制蛋 白, 抑制宿主的 R N A 干涉机制[ 20] . 要想达到理想 的基因沉默效果, 应该采用抑制能力低的毒株. 由 于 VIGS 不是持久稳定的沉默系统, 对于需要观察 全生育期的基因, VIGS 技术并不太适用.
1. 4 完美与缺陷并存的第 1 代 RNA 沉默技术 由于植物基因 定点突变效率 极低, RN A 沉默
2 microRNA 的发现与人工 microRNA 技术
2. 1 植物 microRNA m icroRNA 是真核生物中广泛存在的一类调节
植物 miRNA 的生物功能与研究方法
植物 miRNA 的生物功能与研究方法伊六喜;苏少锋;刘红葵;斯钦巴特尔∗【摘要】植物 microRNA(miRNA)是近年来发现的一类在植物体内普遍存在的内源非编码小 RNA,与植物基因表达调控相关。
本文综述了植物 miRNA 的特点、miRNA 与植物发育的关系及调控机制、植物 miRNA 研究方法等,对植物生长发育以及抗性的调控机制提供了研究方向,同时对于一些基因家族研究提供了理论基础。
% MicroRNAs (miRNAs) are a kind of endogenous small non-coding RNAs commonly found in plants in recent years, and are involved in gene expression in plants. This paper reviews the characteristics of the plant miRNA, the relationship between miRNA and plant development, as well as regulatory mechanism, and research methods in plants, so as to make a direction to do research on regulatory mechanism of plant growth and development as well as plant resistance, at the same time to provide a theoretical basis for some gene family research.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P166-170)【关键词】microRNA;植物;基因调控【作者】伊六喜;苏少锋;刘红葵;斯钦巴特尔∗【作者单位】内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031;内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031;内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031;内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031【正文语种】中文长期以来,多数研究者认为除了成熟snRNA、tRNA和rRNA外,大部分RNA仅仅在DNA和蛋白质之间起桥梁作用,但随后发现RNA也可能参与真核细胞中基因表达的调控[1]。
miRNA的研究策略与方法
miRNA的研究策略与方法1. miRNA检测与鉴定：研究者可以使用多种方法来检测和鉴定miRNA。
最常用的方法是使用实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）来测量miRNA的表达水平。
此外，还可以使用Northern blotting、原位杂交、高通量测序等方法来检测miRNA的存在和表达水平。
2. miRNA功能的研究：为了了解miRNA的功能，研究者可以通过多种方法来探究miRNA与其靶基因之间的相互作用关系。
其中，miRNA靶向预测算法可以帮助确定可能的靶基因。
这些预测结果可以通过实验验证来评估其准确性。
常见的实验方法包括使用Luciferase报告基因系统、RNA结合蛋白共沉淀等技术。
3. miRNA在疾病中的研究：miRNA在人类疾病的发生和发展中起着重要的调控作用。
因此，研究miRNA与疾病之间的关系成为热门研究方向。
研究者可以使用高通量测序等方法，比较健康人群和疾病患者的miRNA表达谱，并通过使用生物信息学工具进行差异分析与生物信息学注释。
此外，还可以构建miRNA与疾病之间的关联网络，以揭示miRNA在疾病发生和发展中的调控网络。
4. miRNA药物的开发：近年来，miRNA药物的开发已成为治疗疾病的新领域。
研究者可以利用高通量筛选技术，如miRNA反义寡核苷酸（antimiRNA）筛选，来寻找具有特定功能的miRNA抑制剂。
此外，还可以使用miRNA模拟物或增强剂来恢复缺乏的miRNA表达水平，并开发具有治疗潜力的miRNA药物。
总之，miRNA的研究策略和方法是多样化的，包括miRNA检测与鉴定、miRNA功能研究、miRNA与疾病的关系研究以及miRNA药物的开发。
通过这些方法，研究者可以进一步了解miRNA在基因调控和疾病发生中的功能和机制，为疾病的治疗提供新的思路和方法。
miRNA过表达或干扰
miRNA过表达或干扰尽管第一个microRNA是在1993年发现的，但直到最近几年，人们才开始了解这种小RNA分子的大作用。
miRNA通过与转录本的相互作用，关闭或抑制基因的表达。
最近的研究表明它们影响了约三成的基因。
miRNA在多个组织中差异表达，这就让表达图谱分析成为研究的重点。
同时，miRNA的过表达和抑制也是近年来常用的研究方法。
然而，miRNA很小，这就增添了研究的难度。
如何从细胞中提取和纯化miRNA？如何上调或下调特定的miRNA？如何验证结果？全靠自己摸索，体会是很深，但时间也花不少。
收集了来自顶尖研究院的专家的实际操作经验，这将让你少走弯路。
Q1：您使用什么方法来上调或下调特定的miRNA？为什么？Galina Gabriely（哈佛大学）对于miRNA的下调，我们使用修饰的反义寡核苷酸，因为它们能产生最特异的抑制。
此外，我们也使用LNA修饰的oligo。
这些oligo与miRNA的高亲和力结合，提供了强的抑制，不过它们偶尔会有脱靶效应。
对于上调，我们使用Ambion 的合成miRNA模拟物。
Peng Jin（埃默里大学）我们使用RNA oligo和载体的方法。
对于RNA oligo方法，我们采用类似siRNA 双链的miRNA，及anti-miRNA来增加或阻断特定miRNA的活性。
这种方法便于操控细胞培养中特定miRNA的活性。
载体方法有着长期改变的优势，能够追踪个别细胞。
我们利用人工的shRNA质粒或Pol II表达载体，来过表达特定的miRNA。
对于miRNA的下调，我们要么表达一个shRNA，它能产生与miRNA前体的茎环结构互补的siRNA，要么使用miRNA海绵（miRNA sponge），它能在特定miRNA的多个目标位点表达报告基因。
Winston Kuo（哈佛大学）目前有两种通用策略：1) 基于载体或病毒的miRNA或miRNA反义链序列的过表达；2) 外源miRNA双链或反义抑制剂的转染。
RNA介导基因沉默技术原理分析
RNA介导基因沉默技术原理分析基因沉默技术是一种能够靶向抑制特定基因表达的研究工具。
其中，RNA介导基因沉默技术是近年来被广泛应用的一种方法。
它利用RNA分子的特性，特异性地破坏或抑制目标基因的转录或翻译过程，从而实现对基因表达的调控。
本文将对RNA介导基因沉默技术的原理进行分析。
RNA介导基因沉默技术主要分为两类：siRNA和miRNA。
siRNA（small interfering RNA）是由双链RNA分子形成的，长度约为20-25个碱基对。
siRNA的合成通常来自外源，可以通过体外转染或体内递送的方式引入到细胞内。
miRNA （microRNA）则是由内源性原料mRNA产生的，经过一系列的加工和修剪后形成成熟的miRNA，并通过RNA诱导靶向基因沉默复合物（RNA-induced silencing complex, RISC）介导对目标基因的调控。
RNA介导基因沉默技术的原理可以简单概括为：RNA分子与靶向mRNA结合，通过碱基互补配对形成RNA-RNA复合物，并借助RISC或其他相关蛋白质的介导，引发一系列生物学效应，最终导致目标基因的沉默。
siRNA介导的基因沉默通常是通过切割靶向mRNA来实现的。
siRNA靶向到mRNA上后，siRNA的双链结构被RISC剪切成成熟的单链siRNA，然后互补配对形成siRNA-mRNA复合物。
RISC再次剪切这个复合物，导致被靶向的mRNA分解成小片段，从而阻断了该基因的翻译和表达过程。
这种方式使得siRNA具有高度特异性和高效性，可选择性地沉默单个基因。
miRNA介导的基因沉默则是通过遗传信息的转化实现的。
miRNA与mRNA的配对比较宽松，因此可以与多个目标mRNA结合。
miRNA-RISC复合体识别到互补区域后，通过靶向MRE（miRNA response element）结构，调控相应mRNA的翻译和/或稳定性。
这种调控机制更加复杂和灵活，一个miRNA可以同时调控多个基因，而且同一个基因也可以被多个miRNA调控。
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万方数据
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反义寡核苷酸介导的miRNA沉默研究
作者：夏新， 张小敏， 宋鹏飞， 王爽
作者单位：夏新(重庆大学生物工程学院基因工程研究中心,重庆,400030)， 张小敏(西南医院感染科,重庆,400030)， 宋鹏飞,王爽(深圳华大基因研究院,广东深圳,518083)
刊名：
安徽农业科学
英文刊名：Journal of Anhui Agricultural Sciences
年，卷(期)：2011,39(24)
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