Малые интерферирующие РНК (siRNA)

Разработчики

Дэвида Болкомб, Томас Тущл, К. Мелло, Э. Файер, Ф. Д. Заморе, Л. Ч. Ли и др.

Описание технологии

Малые интерферирующие РНК (англ. small interfering RNA, siRNA) — представляют собой короткие (как правило, длиной 21 нуклеотид) двухцепочечные РНК с двумя неспаренными выступающими нуклеотидами на 3'-концах. Взаимодействие малых интерферирующих РНК с мРНК целевого гена приводит к деградации последней (в процессе РНК-интерференции). Это предотвращает трансляцию мРНК на рибосомах в кодируемый ею белок. В конечном итоге результат действия малых интерферирующих РНК идентичен тому, как если бы просто снижалась экспрессия гена.

Малые интерферирующие РНК были открыты в 1999 г. группой Д. Болкомба в Великобритании как компонент системы пост-транскрипционного сайленсинга генов у растений. В 2001 г. группой Т. Тущла было показано, что синтетические малые интерферирующие РНК могут индуцировать РНК-интерференцию в клетках млекопитающих.

Практическое применение

Малые интерферирующие РНК могут применяться для биомедицинских исследований и разработки лекарственных препаратов.

Малые интерферирующие РНК могут быть искусственно введены в клетки для нокдауна определённого гена. При этом экспрессия практически любого гена с известной последовательностью нуклеотидов может быть целенаправленно изменена. Данное свойство делает короткие интерферирующие РНК удобным инструментом для исследования функций генов и изучения мишеней лекарственных средств. Поскольку развитие болезней также обусловлено активностью генов, ожидается, что в некоторых случаях выключение гена при помощи малой интерферирующей РНК может давать терапевтический эффект.

Однако применение РНК-интерференции на основе малых интерферирующих РНК к животным, и в особенности к людям, сталкивается со множеством трудностей. В экспериментах было показано, что эффективность малых интерферирующих РНК оказывается различной для разных типов клеток: одни клетки легко откликаются на воздействие малых интерферирующих РНК и демонстрируют снижение экспрессии генов, в других же подобного не наблюдается, несмотря на эффективную трансфекцию. Причины этого явления пока что плохо изучены.

Лаборатории

• Phil Zamore’s Lab, University of Massachusetts Medical School, Worcester, Massachusetts (США)
• Howard Hughes Medical Institute, Laboratory of RNA Molecular Biology, New York (США)
• Institute of Molecular Biology, Mainz (Германия)

Ссылки

Публикации

• Hamilton, Andrew J., and David C. Baulcombe. «A species of small antisense RNA in posttranscriptional gene silencing in plants." Science 286.5441 (1999): 950–952.
• Elbashir, Sayda M., et al. «Duplexes of 21-nucleotide RNAs mediate RNA interference in cultured mammalian cells." nature 411.6836 (2001): 494–498.
• Alekseev, Oleg M., et al. «Analysis of gene expression profiles in HeLa cells in response to overexpression or siRNA-mediated depletion of NASP." Reprod Biol Endocrinol 7.45 (2009): 1–17.
• Li, Long-Cheng. «Small RNA-mediated gene activation 13." RNA and the Regulation of Gene Expression: A Hidden Layer of Complexity (2008): 189.
• Галицкий, В. А. «Гипотеза о механизме инициации малыми РНК метилирования ДНК de novo и аллельного исключения." Цитология 50.4 (2008): 277–286.