small RNA测序_百度百科
small RNA测序
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Small RNA（micro RNAs、siRNAs和 pi RNAs）是生命活动重要的调控因子，在基因表达调控、生物个体发育、代谢及疾病的发生等生理过程中起着重要的作用。Illumina能够对细胞或者组织中的全部Small RNA进行深度测序及定量分析等研究。实验时首先将18-30 nt范围的Small RNA从总RNA中分离出来，两端分别加上特定接头后体外反转录做成cDNA再做进一步处理后，利用测序仪对DNA片段进行单向末端直接测序。通过Illumina对Small RNA大规模测序分析，可以从中获得物种全基因组水平的miRNA图谱，实现包括新miRNA分子的挖掘，其作用靶基因的预测和鉴定、样品间差异表达分析、miRNAs聚类和表达谱分析等科学应用。
Small RNA是一大类调控分子，几乎存在于所有的生物体中。Small RNA包括：miRNA、ncRNA、siRNA、snoRNA、piRNA、rasiRNA等等。Small RNA通过多种多样的作用途径，包括mRNA降解、翻译抑制、异染色质形成以及DNA去除，来调控生物体的生长发育和疾病发生。Small RNA转录组测序是鉴定和定量解析small RNA的新方法和有力工具。
Roche GS FLX Titanium 、Illumina Solexa GA IIx和AB SOLID 4均可以对Small RNA进行大规模测序分析， Illumina Solexa GA IIx 和ABI Solid的读长正好配合了small RNA的短序列且通量大，可以得到更高的覆盖率， Illumina Solexa GA IIx在small RNA测序中广泛应用。
通过对Small RNA大规模测序分析，可以从中获得物种全基因组水平的Small RNA图谱，实现包括新Small RNA分子的挖掘，其作用靶基因的预测和鉴定、样品间差异表达分析、Small RNA聚类和表达谱分析等科学应用。
一、small RNA测序样品要求
(1) 样品纯度要求： OD值应在1.8至2.2之间；电泳检测28S:18S至少大于1.5。
(2) 样品浓度： total RNA浓度不低于750 ng/μg；提取总RNA时请不要使用过柱法提取总RNA，样品总量不低于40 μg (Small RNA: total RNA大于0.3%)。或提供浓度大于2 ng/μg，总量大于180 ng的Small RNA样品。
(3) Small RNA样品请置于-20℃保存；请提供Small RNA样品具体浓度、体积、制备时间、溶剂名称及物种来源。请同时附上QC数据，包括电泳胶图、分光光度或Nanodrop仪器检测数据。如需进行多次样品制备，需要提供多次样品制备所需样品。
(4) 样品运输：样品请置于1.5 ml管中，管上注明样品名称、浓度以及制备时间，管口使用Parafilm封口。建议使用干冰运输，并且尽量选用较快的邮递方式，以降低运输过程中样品降解的可能性。
二、Small RNA分离的方法
现行的RNA纯化方法包括有机溶剂抽提+乙醇沉淀，或者是采用更加方便快捷的硅胶膜离心柱的方法来纯化RNA。由于硅胶膜离心柱通常只富集较大分子的RNA(200 nt以上)，Small RNA往往被淘汰掉，因而不适用于Small RNA的分离纯化。有机溶剂抽提能够较好的保留Small RNA，但是后继的沉淀步骤比较费时费力。目前还有另外一些Small RNA分离专用的试剂盒。如MirVana miRNA Isolation Kit是采用玻璃纤维滤膜离心柱(glass fiber filter，GFF)，既能够富集10 mer以上的RNA分子，又兼备离心柱快速离心纯化的特点。
对于Small RNA测序，我们采用PAGE胶电泳对小RNA进行分离。客户可以选择他们感兴趣的Small RNA长度进行研究。Small RNA的长度为18-30nt。我们推荐的测序长度为35bp，之后对序列信息进行修剪，去除接头序列仅留下Small RNA序列。
三、Small RNA测序文库的构建方法及质量控制
由于Solexa的读长足够满足Small RNA测序的读长要求，且数据读取量大，性价比高，因此Solexa在Small RNA测序方面得到广泛的应用。采用Solexa进行Small RNA测序其文库构建方法如下：
(1) PAGE胶纯化特定大小的小RNA分子；
(2) 5′接头连接和纯化；
(3) 3′接头连接纯化；
(4) RT-PCR扩增；
(5) Small RNA文库的纯化；
(6) 文库的检测。Small RNA文库需要通过电泳检测和Agilent Technoligies 2100 分析仪检测以分析测序文库中片段的大小、纯度和浓度。
四、高通量测序研究sRNA 优势
目前研究Small RNA的方法主要是通过实时定量PCR以及基因芯片技术，这些方法主要关注microRNA的表达和定量，并仅局限与研究那些序列信息或二级茎环结构信息已知的Small RNA，无法寻找和发现新的Small RNA分子。基于高通量测序技术的Small RNA测序技术突破了目前研究技术手段上的局限性，使研究人员能够直接对样本中的Small RNA进行高通量测序，其主要优势有：
(1) 可以直接从核苷酸水平上研究Small RNA分子，不存在传统芯片杂交的荧光模拟信号带来的交叉反应和背景噪音问题，非常利于区分相同家族以及序列极为相似的不同Small RNA分子；
(2) 可以对任意物种进行高通量分析，无需任何预先的序列信息以及二级结构信息【中国测序论坛】；
(3) 灵敏度高，测序通量大，为Small RNA分子的发现和研究提供了极大的数据深度与覆盖率，能够检测丰度极低的稀有转录；
(4) 测序产生的原始数据可以与多种分析软件兼容，可以注释Small RNA的基因组信息，并分析其表达水平，能够随时使用公用Small RNA数据库注释已知的Small RNA，还可以进一步分析未匹配的数据，发现新的Small RNA种类及异构体，寻找更深入的研究信息。
五、Small RNA测序的影响因素
(1) 客户提供样本的质量，进行Small RNA测序过程中，需要对Small RNA进行分离，分离Small RNA的质量和纯度直接影响测序结果。由于RNA容易降解，因此RNA的抽提、纯化等操作一定要严格按照实验要求进行，以保证样品的质量。
(2) 构建文库的质量：文库构建需要PAGE胶分离纯化Small RNA，然后连接接头进行纯化后才能进行RT-PCR，在此过程中，要小心操作保证Small RNA无降解，同时纯化过程要保证接头去除干净，残余的接头会对后续的测序产生影响。
(3) 测序文库的上样量控制：这个因素也会很大程度影响簇生成的密度，由于上样量非常小，只有1-8 pg，所以能否准确定量微量样品也成为影响测序通量的重要因素。扫扫二维码，随身浏览文档
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|个人分类:|系统分类:|关键词:基因 实验室 color 通道 中心
miRNA和siRNA的基本介绍及区别
RNA干涉（RNAi）在实验室中是一种强大的实验工具，利用具有同源性的双链RNA（dsRNA）诱导序列特异的目标基因的沉寂，迅速阻断基因活性。SiRNA在RNA沉寂通道中起中心作用，是对特定信使RNA（mRNA）进行降解的指导要素。是RNAi途径中的中间产物，是发挥效应所必需的因子。的形成主要由Dicer和Rde-1调控完成。由于RNA 病毒入侵、转座子转录、中 反向重复序列转录等原因,细胞中出现了dsRNA，Rde-1(RNAi缺陷基因-1)编码的蛋白质识别外源dsRNA，当dsRNA达到一定量的时候， Rde-1引导dsRNA与Rde-1编码的Dicer（Dicer是一种RNaseIII 活性核酸内切酶，具有四个结构域：Argonaute家族的PAZ结构域，III型RNA酶活性区域，dsRNA结合区域以及DEAH/DEXHRNA解 旋酶活性区）结合，形成酶-dsRNA复合体。在Dicer酶的作用下，细胞中的单链靶mRNA（与dsRNA具有同源序列）与dsRNA的正义链互换， 原来dsRNA中的正义链被mRNA代替而从酶-dsRNA复合物中释放出来，然后，在ATP的参与下，细胞中存在的一种RNA诱导的沉默复合体RNA- induced silencing complex （RISC，由核酸内切酶、核酸外切酶、解旋酶等构成，作用是对靶mRNA进行识别和切割）利用结合在其上的核酸内切酶的活性来切割dsRNA上处于原来 正义链位置的靶mRNA分子中与dsRNA反义链互补的区域，形成21-23nt的dsRNA小片段，这些小片段即为siRNA。RNAi干涉的关键步骤 是组装RISC和合成介导特异性反应的siRNA蛋白。SiRNA并入RISC中，然后与靶标基因编码区或UTR区完全配对，降解靶标基因，因此说 siRNA只降解与其序列互补配对的mRNA。其调控的机制是通过互补配对而沉默相应靶位基因的表达，所以是一种典型的负调控机制。siRNA识别靶序列 是有高度特异性的，因为降解首先在相对于来说的中央位置发生，所以这些中央的碱基位点就显得极为重要，一旦发生错配就会严重抑制的效应，相对而言，3′末端的核苷酸序列并不要求与靶mRNA完全匹配。
MicroRNA （miRNA,微RNA）即为长度为22nt左右的5′端带磷酸基团、3′端带羟基的非蛋白编码的调控小RNA家族。miRNA广泛存在于真核生物中，不 具有开放阅读框架，不编码蛋白质，一般长20-24nt，miRNA的转录产物是发夹状结构，在RNaseⅢ酶切后以双链形式存在，最后释放互补链， miRNA成熟。成熟的miRNA 5′端的磷酸基团和3′端羟基则是它与相同长度的功能RNA降解片段的区分标志。miRNA的又一特点——基因表达时序性。MiRNA表达的时序性和组织 特异性提示人们miRNA的分布可能决定组织和细胞的功能特异性，也可能参与了复杂的基因调控，对组织的发育起重要作用。miRNA可能的形成及作用机制 为：先由长的内源性转录本（pri-miRNA）生成70nt左右的miRNA前体（pre-miRNA），然后在Dicer酶的作用下使其加工成为一个 不稳定的dsRNA分子，接着迅速被降解剪切为22nt左右的单链RNA（这种单链RNA及以后的miRNA只是Dicer作用下pre-miRNA被剪 切的一个臂，可能是3′端的一个臂，也可能是5′端的一个臂，不同RNA可能是同一pre-miRNA的不同臂），之后被PPD(PAZ& Piwi domain)蛋白家族识别，形成RNA-蛋白质复合体即miRNA核蛋白体（miRNP）,进而形成成熟的miRNA。miRNA识别并与靶标基因3′ UTR区部分配对，从而抑制靶标基因的翻译。miRNA基因是一类高度保守的基因家族，按其作用模式不同可分为三种：第一种以线虫lin-4为代表，作用 时与靶标基因不完全互补结合，进而阻遏翻译而不影响mRNA的稳定性，这种miRNA是目前发现最多的种类。第二种以拟南芥miR-171为代表，作用时 与靶标基因完全互补结合，作用方式和功能与siRNA非常类似，最后切割靶mRNA,这说明某些miRNA和一样参与了机体内一些特异性mRNA的剪切过程。第三种以let-7为代表，它具有以上两种作用模式。
miRNA对生长发育进行更为重要的调控作用。同时，科学家们也发现人类中 大约有255个编码miRNA基因，约占人类基因数的1%，但尚不清楚其功能。最近科学家发现小RNA 与‘epigenetic’现象有联系。所谓epigenetic 是指并不涉及遗传序列的特征性的遗传改变。有人已试图将小RNA 用于抗病毒治疗之用,认为它们有可能抑制HIV21 和灰质类病毒丙型肝炎病毒的转录,以及也可能用于肿瘤的治疗。
miRNA与siRNA之间有 许多相同之处：1.二者的长度都约在22nt左右。2.二者都依赖Dicer酶的加工，是Dicer的产物，所以具有Dicer产物的特点。3.二者生成 都需要Argonaute家族蛋白存在。4.二者都是RISC组分，所以其功能界限变得不清晰，如二者在介导沉默机制上有重叠。5.miRNA和合成都是由双链的RNA或RNA前体形成的。
miRNA 与siRNA的不同点：1.根本区别是miRNA是内源的，是生物体的固有因素；而siRNA是人工体外合成的，通过转染进入人体内，是RNA干涉的中间 产物。2.结构上，miRNA是单链RNA，而siRNA是双链RNA。3.Dicer酶对二者的加工过程不同，miRNA是不对称加工，miRNA仅是 剪切pre-miRNA的一个侧臂，其他部分降解；而siRNA对称地来源于双链RNA的前体的两侧臂。4.在作用位置上，miRNA主要作用于靶标基因 3′-UTR区，而siRNA可作用于mRNA的任何部位。5.在作用方式上，miRNA可抑制靶标基因的翻译，也可以导致靶标基因降解，即在转录水平后 和翻译水平起作用，而siRNA只能导致靶标基因的降解，即为转录水平后调控。6.miRNA主要在发育过程中起作用，调节内源基因表达，而不参与生物生长，是的产物，原始作用是抑制转座子活性和病毒感染。
MicroRNA (miRNA)：是含有茎环结构的miRNA前体，经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子（~21-23个核苷酸）。MiRNA，以及 miRISCs（RNA-蛋白质复合物）在动物和植物中广泛表达。因之具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能，miRNA被认为在调控 发育过程中有重要作用。
microRNAs（miRNAs）是一种小的，类似于siRNA的分子，由高等真核生物基因组编码，miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复 合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。miRNAs在物种进化中相当保守，在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达， miRNA组织特异性和时序性，决定组织和细胞的功能特异性，表明miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中起多种作用。尽管在10年前已经发表了第一 篇关于miRNA的论文，直到最近miRNA的普遍性和重要性才逐渐被人们所认识。
miRNA 的特点:
& &广泛存在于真核生物中, 是一组不编码蛋白质的短序列RNA , 它本身不具有开放阅读框架(ORF) ;
& & 通常的长度为20～24 nt , 但在3′端可以有1～2 个碱基的长度变化;
& & 成熟的miRNA 5′端有一磷酸基团, 3′端为羟基, 这一特点使它与大多数寡核苷酸和功能RNA 的降解片段区别开来；
& & 多数miRNA 还具有高度保守性、时序性和组织特异性。
miRNA的产生和作用机理
miRNA 基因通常是在核内由RNA聚合酶II(polII)转录的，最初产物为大的具有帽子结构(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的pre- miRNA。pre-miRNA在核酸酶Drosha和其辅助因子Pasha的作用下被处理成70个核苷酸组成的pre-miRNA。RAN–GTP和 exportin 5将pre-miRNA输送到细胞质中。随后，另一个核酸酶Dicer将其剪切产生约为22个核苷酸长度的miRNA:miRNA*双链。这种双链很快被 引导进入沉默复合体(RISC)复合体中，其中一条成熟的单链miRNA保留在这一复合体中。成熟的miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过碱基配 对调控基因表达。
与靶mRNA不完全互补的miRNA在蛋白质翻译水平上抑制其表达（哺乳动物中比较普遍）。然而，最近也有证据表明，这些miRNA也有可能影响mRNA 的稳定性。使用这种机制的miRNA结合位点通常在mRNA的3’端非翻译区。如果miRNA与靶位点完全互补（或者几乎完全互补），那么这些miRNA 的结合往往引起靶mRNA的降解(在植物中比较常见)。通过这种机制作用的miRNAs的结合位点通常都在mRNA的编码区或开放阅读框中。每个 miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNAs也可以调节同一个基因。这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过几 个miRNAs的组合来精细调控某个基因的表达。随着miRNA调控基因表达的研究的逐步深入，将帮助我们理解高等真核生物的基因组的复杂性和复杂的基因 表达调控网络。
miRNA在正常生理过程中的作用
目前只有一小部分miRNAs生物学功能得到阐明。这些miRNAs调节了细胞生长，组织分化，因而与生命过程中发育、疾病有关。通过对基因组上 miRNA的位点分析，显示其在发育和疾病中起了非常重要的作用。一系列的研究表明：miRNAs在细胞生长和凋亡，血细胞分化，同源异形盒基因调节，神 经元的极性，胰岛素分泌，大脑形态形成，心脏发生，胚胎后期发育等过程中发挥重要作用。例如，miR-273和lys-6编码的miRNA，参与线虫的神 经系统发育过程；miR-430参与斑马鱼的大脑发育；miR-181控制哺乳动物血细胞分化为B细胞；miR-375调节哺乳动物胰岛细胞发育和胰岛素 分泌；miR-143在脂肪细胞分化起作用；miR-196参与了哺乳动物四肢形成，miR-1与心脏发育有关。另有研究人员发现许多神经系统的 miRNAs在大脑皮层培养中受到时序调节，表明其可能控制着区域化的mRNA翻译。对于新的miRNA基因的分析，可能发现新的参与器官形成、胚胎发育 和生长的调节因子，促进对癌症等人类疾病发病机制的理解。
miRNAs与癌症
最 近的研究发现，miRNA表达与多种癌症相关，大约50%得到注解的miRNAs在基因组上定位于与肿瘤相关的脆性位点（fragile site）。这说明miRNAs在肿瘤发生过程中起至关重要的作用，这些miRNAs所起的作用类似于抑癌基因和癌基因的功能，有研究人员将miRNA命 名为“oncomirs”。
充当抑癌基因作用的miRNA:
&mir-125b-1，位于染色体的11q24脆性位点，乳腺癌、肺癌、卵巢癌、子宫癌病人中11q924位点常有缺失，而这一位点并不存在已知的抑癌基因。n
n 65%B细胞慢性淋巴型白血病（CLL）病人，50%的套细胞淋巴瘤病人，16-40%的骨髓瘤病人、60%的前列腺癌病人中有13q14位点的缺失。因 此，在这个30Kb的区域中必定有一个肿瘤抑制基因的存在。而mir-15a和mir-16-1位于这一区域中一个功能未知的被称为LEU2的非编码蛋白 的RNA基因的内含子区域。Climmino等最近报道，miR-15a和miR-16-1负调控BCL2，一个抗凋亡基因，因此，这两个miRNAs的 缺失或下调，导致了BCL2表达的升高，促进了白血病、淋巴瘤和前列腺癌的发生。
n 有研究报道，mir-143和mir-145在结肠癌中明显下调。有趣的是，其发夹结构的前体分子在肿瘤和正常组织中含量相似，这表明，可能是由于其成熟 过程受到破坏。mir-143和mir-145的肿瘤抑制基因功能不仅仅局限于结肠癌，在乳腺癌、前列腺癌、子宫癌、淋巴癌等细胞系中其表达量也明显下 调。
n Takamizawa等发现肺癌病人的let-7表达显著降低，并且这导致这些病人更差的预后，非小细胞肺癌病人的let-7表达水平越低，其预后越差， 术后生存期越短。体外组织培养实验表明，在人的肺癌细胞中瞬时的表达let-7可以抑制细胞的增殖，这也说明let-7在肺组织中可能是一个抑癌基因。实 验表明，在人类细胞中let-7通过3’非翻译区域直接抑制癌基因Ras的表达。大约有15-30%的人类肿瘤都含有Ras突变，而激活的突变导致这个蛋 白表达上升可以引起细胞转化。因此，能够调节Ras蛋白表达的let-7，可以控制细胞的增殖速度。
充当癌基因作用的miRNA：
l miR-21在胶质母细胞瘤中表达增加。这个基因在肿瘤组织中表达量比正常组织高5-100倍。反义核酸的研究发现这个miRNA通过抑制凋亡而并非影响 细胞增殖控制细胞生长，这预示着这个miRNA具有癌基因的功能。另一项独立研究，利用芯片来检测肿瘤和正常组织的245个miRNAs的表达水平，也发 现胶质母细胞瘤中miR-21表达升高。由于mir-21不是一个大脑特异性的基因，在乳腺癌样品中表达也有增加，这个基因可能在肿瘤发生中起到广泛的作 用。
l Metzler等人发现，在BIC基因上具有一段138个核苷酸的保守序列，编码mir-155的发夹结构。该研究组还发现在Burkitt淋巴瘤中， miR-155表达量上升了100倍，此外的研究也发现，Hodgkin淋巴瘤等肿瘤中miR-155水平也有提高。因此，mir-155可能是作为一个 癌基因和MYC协同作用，而其正常功能是在B细胞的分化中起作用，其可能的靶基因是那些对抗MYC信号通路的基因。
l He等人最近发表的论文发现在散布的B细胞淋巴瘤、滤泡型淋巴瘤、套细胞淋巴瘤等肿瘤中常常有13q31位点的扩增。而在这一扩增区域的唯一的基因就是一 个非编码蛋白的RNA，C13orf25，这个转录本编码了mir-17-92基因簇，其中包含了7个miRNAs：miR-17-5p，miR-17- 3p，miR-18a，miR-19a，miR-20a，miR-19b-1，and miR-92-1。他们由此推断，这个基因簇的过表达与肿瘤形成有关，而后通过实验研究证明，过表达Myc和mir-17-19-b1基因簇淋巴癌与仅有 Myc过表达肿瘤相比较，具有更强的增殖能力，更低的细胞死亡率。这些实验证实，mir-17-19-b1中的miRNAs可以协同地行使癌基因的功能， 其靶基因可能是在MYC过表达条件下激活的凋亡蛋白。当凋亡途径被mir-17-19-b1去除，MYC可以诱导细胞不受控制地增殖，这导致了肿瘤发生。
l O’Donnell等人单独证明了mir-17-92基因簇是一组可能的肿瘤相关的基因。他们用miRNAs芯片筛选过表达MYC，B细胞系P493-6 中miRNA表达变化。他们发现MYC诱导了mir-17-92的表达，而这些miRNAs可以抑制E2F1的翻译。在这一模型中，mir-17-92基 因簇所起的作用似乎是抑癌基因的作用，这与上面讨论的He等人的发现是相反的。这其中可能的机理是，尽管E2F1可以促进细胞增殖，但是当E2F1的表达 水平超过一阈值，它也可以引起凋亡，在此情况下，miRNAs对于E2F1的负调控可能是通过阻断E2F1的诱导凋亡活性，从而促进MYC介导的细胞增 殖，支持了He等提出的模型。
miRNA 在细胞分化，生物发育及疾病发生发展过程中发挥巨大作用，越来越多的引起研究人员的关注。随着对于miRNA作用机理的进一步的深入研究，以及利用最新的 例如miRNA芯片等高通量的技术手段对于miRNA和疾病之间的关系进行研究，将会使人们对于高等真核生物基因表达调控的网络理解提高到一个新的水平。 这也将使miRNA可能成为疾病诊断的新的生物学标记，还可能使得这一分子成为药靶，或是模拟这一分子进行新药研发，这将可能会给人类疾病的治疗提供一种 新的手段。
miRNA鉴定及功能研究手段：
& & 前鉴定miRNA常用的方法包括直接克隆鉴定，miRNA芯片分析和生物信息学预测。当然计算机预测的miRNA必须经过RT-PCR或Northern 试验分析才能鉴定，另外也可以通过miRNA mimics和inhibitors从功能上进行实验鉴定。另外序列分析表明，至少有1/3的人类基因与miRNA调控相关，而且越来越多的试验证据表明 miRNA还有很多功能未被发现。研究基因的功能通常是将其从基因组中敲除，然后观察敲除前后的变化，但在破译miRNA的功能，我们一般不会采用这种策 略，而是通过增强或减弱该miRNA的表达来鉴定其功能。
& & miRNA mimics是模拟生物体内源的miRNAs，运用化学合成的方法合成，能增强内源性miRNA的功能。而miRNA inhibitor是化学修饰的专门针对细胞中特异的靶miRNA的抑制剂。
近年来人工合成的miRNA（artificial miRNA，amiRNA）已经成功应用于沉默预期靶基因的表达及其功能研究，人工合成的miRNAs既能够特异性地沉默单一基因，也可以同时沉默多个相 关但不相同的基因。miRNA mimics进一步增强内源miRNA的沉默作用，降低细胞内蛋白表达量，进行功能获得性（gain-of-function）研究；相反，使用化学合成 的方法合成miRNA inhibitors，特异的靶向和敲除单个的miRNA分子，可以削弱内源miRNA的基因沉默效应，提高蛋白表达量，进行功能缺失性（loss-of -function）研究，可以用来筛选miRNA靶位点，筛选调控某一基因表达的miRNA，筛选影响细胞发育过程的miRNA。化学合成miRNA mimics和inhibitors是近年来研究的一个新热点，已经成为研究动植物基因家族功能的有用工具，并有望成为癌症治疗和临床研究的一种新策略。
Small interfering RNA (siRNA)：是一种小RNA分子（~21-25核苷酸），由Dicer（RNAase Ⅲ家族中对双链RNA具有特异性的酶）加工而成。SiRNA是siRISC的主要成员，激发与之互补的目标mRNA的沉默。
siRNA原理:
RNA干涉（RNAi）在实验室中是一种强大的实验工具，利用具有同源性的双链RNA（dsRNA）诱导序列特异的目标基因的沉寂，迅速阻断基因活性。 siRNA在RNA沉寂通道中起中心作用，是对特定信使RNA（mRNA）进行降解的指导要素。siRNA是RNAi途径中的中间产物，是RNAi发挥效 应所必需的因子。siRNA的形成主要由Dicer和Rde-1调控完成。由于RNA 病毒入侵、转座子转录、基因组中反向重复序列转录等原因,细胞中出现了dsRNA，Rde-1(RNAi缺陷基因-1)编码的蛋白质识别外源dsRNA， 当dsRNA达到一定量的时候，Rde-1引导dsRNA与Rde-1编码的Dicer（Dicer是一种RNaseIII 活性核酸内切酶，具有四个结构域：Argonaute家族的PAZ结构域，III型RNA酶活性区域，dsRNA结合区域以及DEAH/DEXHRNA解 旋酶活性区）结合，形成酶-dsRNA复合体。在Dicer酶的作用下，细胞中的单链靶mRNA（与dsRNA具有同源序列）与dsRNA的正义链互换， 原来dsRNA中的正义链被mRNA代替而从酶-dsRNA复合物中释放出来，然后，在ATP的参与下，细胞中存在的一种RNA诱导的沉默复合体RNA- induced silencing complex （RISC，由核酸内切酶、核酸外切酶、解旋酶等构成，作用是对靶mRNA进行识别和切割）利用结合在其上的核酸内切酶的活性来切割dsRNA上处于原来 正义链位置的靶mRNA分子中与dsRNA反义链互补的区域，形成21-23nt的dsRNA小片段，这些小片段即为siRNA。RNAi干涉的关键步骤 是组装RISC和合成介导特异性反应的siRNA蛋白。siRNA并入RISC中，然后与靶标基因编码区或UTR区完全配对，降解靶标基因，因此说 siRNA只降解与其序列互补配对的mRNA。其调控的机制是通过互补配对而沉默相应靶位基因的表达，所以是一种典型的负调控机制。siRNA识别靶序列 是有高度特异性的，因为降解首先在相对于siRNA来说的中央位置发生，所以这些中央的碱基位点就显得极为重要，一旦发生错配就会严重抑制RNAi的效 应。
siRNA有如下特点：
1. 长度约在22nt左右。
2. 依赖Dicer酶的加工，是Dicer的产物，所以具有Dicer产物的特点。
3. 生成需要Argonaute家族蛋白存在。
4. 是RISC组分。
5. siRNA合成是由双链的RNA或RNA前体形成的。
6. siRNA是人工体外合成的，通过转染进入人体内，是RNA干涉的中间产物。
7. 结构上， siRNA是双链RNA。
8. 在Dicer酶的加工过程中， siRNA对称地来源于双链RNA的前体的两侧臂。
9. 在作用位置上， siRNA可作用于mRNA的任何部位。
10. 在作用方式上， siRNA只能导致靶标基因的降解，即为转录水平后调控。
11. siRNA不参与生物生长，是RNAi的产物，原始作用是抑制转座子活性和病毒感染。
本文引用地址：&此文来自科学网董长贵博客，转载请注明出处。
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