[生物]RNA干扰文库及其在功能基因组学研究中的应用.docx

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种自然存在于生物体内的基因表达调控机制，它通过特异性降解与之互补的mRNA，从而抑制相应基因的表达。RNAi现象的发现对于生物学研究，尤其是功能基因组学领域产生了深远的影响。自人类基因组大规模测序完成后，了解基因功能成为了生物学研究的重要任务。 传统的基因功能研究方法，如基因敲除技术，虽然有效，但面临技术难度大、周期长、成本高的问题。相比之下，RNAi技术以其高效、特异、高通量的特点，成为了基因功能研究的理想工具。RNAi主要通过两种方式起作用：一是由长片段双链RNA(dsRNA)激活，经Dicer酶切割成长度约为19-23nt的小干扰RNA(siRNA)；二是siRNA参与构成RISC复合体，与目标mRNA配对，引导其降解，进而实现基因沉默。 RNAi文库是将RNAi技术应用于大规模基因功能研究的关键。这种文库包含了大量能够抑制不同基因表达的siRNA，可用于建立功能缺失模型，通过表型筛选揭示基因功能。在线虫等模式生物中，RNAi文库已取得了显著成果，但在哺乳动物细胞中，由于长链dsRNA可能导致的毒性反应，直接转染dsRNA的方法并不适用。 为解决这一问题，研究人员发展了两种类型的哺乳动物细胞RNAi文库。一类是已知基因RNAi文库，选择特定靶基因，设计并合成siRNA，通过转染细胞来抑制基因表达，然后通过表型筛选来研究基因功能。例如，Aza-Blanc等人利用针对510个基因（包括许多激酶基因）的siRNA文库筛选了影响TRAIL诱导细胞凋亡的基因，这有助于揭示癌症治疗的新靶点。 另一类是基于RNAi表达盒或表达载体的文库，这些载体包含可以转录成siRNA的DNA序列，可以通过PCR或其他方法扩增和克隆。这种文库同样可以用于哺乳动物细胞，通过转染和表型筛选，研究不同基因在各种生物过程中的作用，如信号转导通路、细胞存活和转移等相关基因。 RNAi文库在功能基因组学研究中发挥着核心作用，不仅加速了基因功能的解析，也为新药靶点的发现和疾病治疗策略的探索提供了强有力的支持。随着技术的不断进步，RNAi文库的应用将更加广泛，为生物学和医学研究带来更多的突破。