反义RNA技术改良
优化反义RNA的结合。反义RNA链的长度对抑制基因的效果是重要的。双螺旋形成过程中将释放能量,RNA链越长,释放的自由能越多。从这一意义来讲,可以说长RNA作为反义RNA更有效。但是,并没有关于反义RNA长度的一般规则。Nellen和Lichtentein曾指出,有关反义RNA技术的一个普遍问题是,怎样使反义RNA更有效,即怎么样使一个互补的RNA成为有效的反义RNA。在植物中覆盖整个cDNA的反义RNA有效地抑制了基因表达。但是,与5¹或3¹端部分mRNA互补的反义RNA效果同样好。最小的反义RNA只有41个核苷酸。
反义RNA的二级结构对双螺旋的形成至关重要。因为形成双链结构必须克服正义和反义RNA本身的二级结构,比潜在自由能的绝对量更重要的是形成双螺旋的作用能量,也就是说,双螺旋构象是由动力学控制的,而不是由释放的自由能的绝对量控制的。原核生物中自然发生的RNA可以很好的说明RNA结构与形成双螺旋构象的速度之间的复杂关系。Simons和Kleckner指出,许多非常有效的反义RNA通常较短(约70个核苷酸),含有一个典型的茎环结构。例如大肠杆菌R1质粒的拷贝数受反义 RNA cop A的控制。Nordstroem和合作者详细研究了这一系统,其正义和反义RNA由同一DNA编码,但以相反方向转录。因此,点突变一点也不能改变这两种RNA的互补性,但是当同时改变正义和反义RNA环区时,虽然两条RNA链完全互补,但结合率下降了三至四倍。与此同时,质粒拷贝数却增加了。很显然,结合率受正义和反义RNA二级结构的影响。两条RNA链形成双螺旋的初始“吻合”结构非常重要。
毫无疑问,内源的正义RNA不能被改变,但反义RNA的靶结合区及反义RNA的长度是可以改变的。这将影响反义RNA的二级结构,从而改变其结合能力,使其与靶RNA结合更有效。Rittner等令人信服地证明了反义RNA的长度与它的结合率之间的复杂关系。他们用一个5¹端长度固定的人免疫缺陷型I型病毒(HIV-I)的反义RNA,改变其3¹端,从而改变了RNA长度。然后选择能够快速结合的反义RNA,发现结合率长度之间的关系依长度和相应二级结构的不同而摆动。3¹端只有几个核苷酸不同的反义RNA结合率变化可达上百倍。这与反义RNA的二级结构的改变有关。而且,体外的结合率与体内抑制HIV-I增值的有效性一致。这些结果也证明了在体内应用反义RNA抑制靶基因之前,在离体条件下实验的重要性。

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