科學實驗最基本也最通用的方式就是找出操作變因跟控制控制變因, 然後作實驗來驗證假設. 但是這樣的過程在生物基因研究上卻是漫長而辛苦的. 要改變一個基因去研究某些事情需要建立突變的動物系統. 常常需要花上很多錢, 時間跟研究生寶貴的的青春. 這幾年開始有利用RNAi的方式來作基因研究. 利用注入跟表現mRNA互補的RNA片段使mRNA降解, 讓某些基因失去作用, 作為一個快速的研究方式. 這影片介紹最近的研究可以在老鼠胚胎發育的階段注入帶有互補RNA的病毒給將要發育成皮膚的組織, 因為這種病毒有螢光標定, 所以可以追蹤到這些病毒到了哪些細胞組織. 研究人員利用之前找到150個在皮膚表現不同的基因, 經由這樣的方式, 可以關閉特定基因來研究這基因的功用. 這技術有很多好處, 一個是在發育階段注入, 所以只作用在特定範圍的組織細胞, 不會干擾這基因在其他細胞的功能. 一個是可以針對性地關閉特定基因, 讓整體的基因網路可以被快速研究. 以往有很多研究人員選擇了線蟲或是果蠅作為研究系統, 因為基因操作比小老鼠簡單的多. 利用這種新的技術, 在複雜的基因網路也有可能被快速定量研究喔!
學術文獻
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http://big5.wiki8.com/RNAi_42676/
RNAi的研究歷史
RNAi現象早在1993年就有報道： 將產生紫色素的基因轉入開紫花的矮牽牛中，希望得到紫色更深的花，可是事與愿違，非但沒有加深紫色，反而成了白色。當時認為這是矮牽牛本來有的紫色素基因和轉入的外來紫色素基因都失去了功能，稱這種現象是“共抑制”。1995年，康奈爾大學的Su Guo博士用反義RNA阻斷線蟲基因表達的試驗中發現，反義RNA（anti sense RNA和正義RNA（sense RNA）都阻斷了基因的表達，他們對這個結果百思不得其解。直到1998年，Andrew Fire的研究證明，在正義RNA阻斷了基因表達的試驗中，真正起作用的是雙鏈RNA。這些雙鏈RNA是體外轉錄正義RNA時生成的。于是提出了RNAi 這個詞。
RNAi 的作用機理
目前RNAi的作用機理主要是在線蟲，果蠅，斑馬魚等生物體內闡明的。生物體內的雙鏈 RNA可來自于RNA病毒感染，轉座子的轉錄產物，外源導入的基因。這些來源的雙鏈RNA誘發了細胞內的RNAi機制，結果是病毒被清除，轉座子的表達被阻斷，外源導入基因表達被阻斷同時，與其同源的細胞基因組中的基因表達也被阻斷。
雙鏈RNA進入細胞后，一方面在Dicer酶的作用下被裂解成siRNA，另一方面在RdRP（以RNA為模板指導RNA合成的聚合酶，RNA-directed RNA polymerase）的作用下自身擴增后，再被Dicer酶裂解成siRNA。SiRNA的雙鏈解開變成單鏈，并和某些蛋白形成復合物，Argonaute2是目前唯一已知的參與復合物形成的蛋白。此復合物同與siRNA互補的mRNA結合，使mRNA被RNA酶裂解
另一方面結合的產物以SiRNA作為引物，以mRNA為模板，在RdRP作用下合成出mRNA的互補鏈。結果mRNA也變成了雙鏈RNA，它在 Dicer酶的作用下也被裂解成siRNA。這些新生成的siRNA也具有誘發RNAi的作用，通過這個聚合酶鏈式反應，細胞內的siRNA大大增加，顯著增加了對基因表達的抑制。從21到23個核苷酸的 siRNA到幾百個核苷酸的雙鏈RNA都能誘發RNAi，但長的雙鏈RNA阻斷基因表達的效果明顯強于短的雙鏈RNA。
siRNA還能夠通過某種不太明了的機制永久地關閉或者刪除DNA片斷，以在非常大的程度上控制染色質的形成，而不是僅僅暫時地抑制它們的活動。
動植物和人體的病原體中有一些是RNA病毒，如導致艾滋病的HIV和SARS的冠狀病毒都是RNA病毒。有些RNA病毒在復制過程的一定階段中會產生雙鏈RNA。如果宿主體內有分解這種雙鏈RNA的酶，就可將雙鏈RNA切割成許多小的片段，這種小片段會與病毒RNA基因組的同源部分結合，使病毒基因失去復制功能，也就不能危害宿主。所以RNAi是自然界生物長期進化形成的一種防御機制。
ㄟ 這就是我們lab同事出的paper耶 isn't it cool? : )
(原來video裡面還有我們女王講話的鏡頭...)
超酷的! :)
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