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RNAi研究策略与siRNA的设计

2025-03-04 16:11:21

来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台

    大家好!今天普拉特泽生物继续跟大家一起学习新的技术——RNAi研究策略与siRNA的设计。
RNAi(RNA干扰)是一种强大的生物学工具,用于研究基因功能、疾病治疗等领域。在shRNA,siRNA等小RNA的介导下,RNAi能够特异性的调控mRNA在表观遗传学水平,转录水平以及转录后水平的表达。
一、siRNA和shRNA的简介
小干扰RNA(Small interfering RNA,简称siRNA)是一类双链RNA分子,长度通常在20到25个核苷酸之间。siRNA由两条互补的RNA链组成,每条链的3'端通常具有两个未配对的核苷酸(通常是UU)。

siRNA

短发夹RNA(short hairpin RNA,简称shRNA)是一种具有环状结构的RNA分子。shRNA由两个短反向重复序列和一个中间的茎环(loop)序列组成,整体呈发夹状结构。shRNA通常由pol Ⅲ启动子控制转录。

shRNA

shRNA表达载体


RNAi是一种由双链RNA(dsRNA)介导的、序列特异性的基因沉默机制。当细胞中存在与靶基因mRNA序列互补的dsRNA时,这种dsRNA会被细胞内的Dicer酶切割成多个具有特定长度和结构的小片段RNA,即小干扰RNA(siRNA)。这些siRNA随后与RNA诱导的沉默复合物(RISC)结合,形成活化的RISC复合物。RISC复合物具有核酸酶的功能,能够识别并切割与siRNA互补的靶mRNA序列,导致靶mRNA的降解,从而抑制靶基因的表达。dsRNA可以通过多种方式引入细胞,如人工合成、病毒侵染、转基因表达等。
一、RNAi研究策略
1. 直接合成siRNA

方法:通过化学方法合成针对靶基因的siRNA,然后通过转染试剂将其导入细胞内,引发RNAi效应。


2. 构建shRNA表达载体

方法:将短发夹RNA(shRNA)序列克隆到质粒或病毒载体中,转染细胞后,在细胞内转录生成shRNA,再被Dicer酶切割成siRNA,发挥RNAi作用。


3.构建shRNA病毒表达载体

方法:利用腺病毒、腺相关病毒、慢病毒等病毒载体,将shRNA序列包装成病毒颗粒,感染细胞后表达shRNA。

二、shRNA设计步骤
设计原则:


当选择U6启动子时,建议靶向序列以G碱基开头,以确保RNA聚合酶的有效转录。

避免选择GC含量过高或过低的区域,因为这可能影响shRNA的稳定性和干扰效率

在正义链和反义链序列上不能出现连续的3个或者3个以上的T,这可能导致RNA polⅢ的转录提前终止

需要在shRNA序列的尾部加入5-6个T作为RNA聚合酶III的转录终止子,以确保转录的精确结束。

shRNA引物设计步骤:(载体为pPLKO.1为例)


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