新近完成的一項(xiàng)研究揭示了如何設(shè)計(jì)出高度特異性的小型干擾RNAs，使得它能夠區(qū)分出同一基因的相似變異體,。
小型干擾RNAs(siRNAs)是那些能夠減少目標(biāo)mRNAs表達(dá)的小型RNAs,。近來(lái),，生物學(xué)家已經(jīng)把siRNAs作為一種重要的工具投入到應(yīng)用中。siRNAs也具有臨床治療的潛在意義,，它可以作為治療劑用于減少致病突變基因的表達(dá),。但是，為了釋放出siRNAs全部的潛在功效,，弄清楚目標(biāo)特異性的管理規(guī)則就變得非常之重要,。一個(gè)主要的挑戰(zhàn)就是要開(kāi)發(fā)出siRNAs，使它能夠區(qū)分出同一基因的兩個(gè)相似變異體,，這樣以來(lái),，其中的一個(gè)基因變異體被剔除，而其它的變異體則安然無(wú)恙,。
近來(lái),，由美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Phillip Zamore、Zuoshang Xu和Neil Aronin共同領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,，解決了這一問(wèn)題,。Zamore 回憶說(shuō)：“開(kāi)始時(shí)，我不僅僅確信,，很容易找到設(shè)計(jì)能區(qū)分基因變異體差異的siRNAs的規(guī)則,，而且我還認(rèn)為對(duì)這些規(guī)則已經(jīng)了解得相當(dāng)多了。很顯然,，我這樣想是錯(cuò)誤的,。事實(shí)證明,，這一工作比我想像得更難、更有趣,。”
在他們大部分的研究工作當(dāng)中,，Zamore將目標(biāo)集中到了SOD1基因方面。SOD1中單個(gè)堿基對(duì)的突變能導(dǎo)致家族性神經(jīng)疾病肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)的出現(xiàn),?；加屑易逍訟LS的個(gè)人經(jīng)常同時(shí)攜帶有該基因的一個(gè)正常體和一個(gè)突變體。因此,，研究者在保持好該基因正常的功能與基因表達(dá)的同時(shí),，還渴望能找到一種減少突變體SOD1表達(dá)的方法。作為完成這一目標(biāo)的第一步,，Zamore及其同事找到了一系列的siRNAs來(lái)定位SOD1,。每種siRNAs都在不同的位置上把一個(gè)堿基對(duì)錯(cuò)配到野生型的SOD1上，但是,，所有這些siRNAs都完全與突變型SOD1相匹配,。這些研究者希望，其中的一些siRNAs能剔除掉SOD1.的突變體,，但同時(shí)不對(duì)正?；虍a(chǎn)生影響。
Zamore及其同事通過(guò)系統(tǒng)檢驗(yàn)這些siRNAs,，發(fā)現(xiàn)在siRNA中那個(gè)不匹配的堿基對(duì)的位置對(duì)于選擇性的建立是極端重要的,；如果這種不匹配位于一些特定的位置，該種siRNA則無(wú)法有效地區(qū)別SOD1的正常體和突變體,，這樣將會(huì)減少這兩種SOD1的表達(dá),。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)不匹配位置不在該siRNA的5'種子區(qū),，而且不匹配的最有效位置在該種siRNA的核苷位置16時(shí),，他們能更好地進(jìn)行區(qū)分。為什么這些不匹配現(xiàn)象在進(jìn)行區(qū)分時(shí)比其它的類(lèi)型更有效呢,？雖然人們目前并不完全清楚這一原因,，但Zamore堅(jiān)信，他們也許會(huì)影響某一機(jī)制,，通過(guò)該機(jī)制siRNAs引起了目標(biāo)退化：“我懷疑是這些不匹配通過(guò)Argonaute蛋白阻礙了mRNA裂解,，但并沒(méi)有同時(shí)阻礙目標(biāo)RNA的束縛。從某種感覺(jué)上講,，它們使得RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RISC)產(chǎn)生了無(wú)效束縛,。有趣的是，有跡象表明,，核苷位置16對(duì)于植物性微型RNAs是重要的,，它希望哺乳動(dòng)物的siRNAs通過(guò)在單個(gè)的磷酸二酯鍵上引導(dǎo)Argonaute蛋白進(jìn)行目標(biāo)mRNA的裂解來(lái)起作用,。因此，一旦這種siRNA引導(dǎo)被限制到RISC中的Argonaute蛋白上,，那就必定在核苷位置16上存在著一些特殊的東西,。”在另一套試驗(yàn)中，這些研究者發(fā)現(xiàn),，兩種嘌呤之間的這些不匹配對(duì)于區(qū)別兩種相似的基因突變體,，比存在于單個(gè)嘌呤和單一嘧啶之間的一個(gè)不匹配表現(xiàn)得更為有效,。
除了對(duì)于siRNA設(shè)計(jì)建立起重要的指導(dǎo)之外,，這項(xiàng)研究也促成了高度特異性的siRNAs的建立，它對(duì)ALS療法非常有幫助,。但是,，Zamore提醒說(shuō)，“對(duì)于ALS來(lái)說(shuō),，運(yùn)輸問(wèn)題依然是一個(gè)巨大的障礙,，因此我無(wú)法預(yù)測(cè)還需要多長(zhǎng)的時(shí)間，我們才能將siRNAs引入治療過(guò)程之中,，來(lái)對(duì)付這一恐怖的疾病,。”
