复旦大学：《分子生物学理论与实验》教学课件_RNA干扰技术 1 RNAi的发现简史 2 RNAi的分子机制 3 RNA干扰技术方法 4 RNA干扰技术应用

RNA干扰技术 (RNA interference, RNai 潘銮凤 Ifpanashmu. edu. cn, 54237329

RNA干扰技术 (RNA interference，RNAi ) 潘銮凤 lfpan@shmu.edu.cn，54237329

Contents 1RNA的发现简史 2)RNA的分子机制 3)RNA干扰技术方法 4RNA干扰技术应用

1 RNAi的发现简史 2 RNAi的分子机制 3 4 RNA干扰技术应用 Contents RNA干扰技术方法

2006年度诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科 学家安德鲁·法尔( Andrew fire)和克雷格·梅洛 ( raig Mello),以表彰他们发现了“RNA干扰”机制。 诺贝尔奖评审委员会发布的公报说,法尔和 梅洛获奖是因为他们“发现了控制遗传信息流动 的基本机制”。公报指出,RNA干扰已被广泛用作 研究基因功能的一种手段,并有望在未来帮助科 学家开发出治疗疾病的新疗法

2006年度诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科 学家安德鲁·法尔(Andrew Fire)和克雷格·梅洛 (Craig Mello) ，以表彰他们发现了“RNA干扰”机制。 诺贝尔奖评审委员会发布的公报说，法尔和 梅洛获奖是因为他们“发现了控制遗传信息流动 的基本机制”。公报指出，RNA干扰已被广泛用作 研究基因功能的一种手段，并有望在未来帮助科 学家开发出治疗疾病的新疗法

梅洛( Craig Mello生于1960年, 是被恐龙骨引入科学世界的。梅洛 童年时经常跟着父亲在美国西部寻 找化石。高中时代,梅洛的兴趣逐 渐转移到了基因工程方面。 法尔 (Andrew Fire)1959年出生, 本科在加利福尼亚大学伯克利分 校主修数学,仅用3年时间就拿 到学位。与梅洛类似,他逐渐对 涉及生命奥秘的遗传学产生兴趣, 并将其作为自己终身的学术追求

梅洛(Craig Mello)生于1960年， 是被恐龙骨引入科学世界的。梅洛 童年时经常跟着父亲在美国西部寻 找化石。高中时代，梅洛的兴趣逐 渐转移到了基因工程方面。 法尔(Andrew Fire)1959年出生， 本科在加利福尼亚大学伯克利分 校主修数学，仅用3年时间就拿 到学位。与梅洛类似，他逐渐对 涉及生命奥秘的遗传学产生兴趣， 并将其作为自己终身的学术追求

诺贝尔生理学或医学奖评委在现场解析当年 的获奖成果时说:这是诺贝尔奖首次发给 个不拥有答案的研究,相反,RNA干扰机 制为我们提出的是更多需要解答的问题,为 基因功能研究提供了令人兴奋的可能性

诺贝尔生理学或医学奖评委在现场解析当年 的获奖成果时说：这是诺贝尔奖首次发给一 个不拥有答案的研究，相反，ＲＮＡ干扰机 制为我们提出的是更多需要解答的问题，为 基因功能研究提供了令人兴奋的可能性

感/一、RNA干扰的发现 G茴茴茴回回 1990年, Rich Jorgensen和 Plants: Cosuppression 同事,将一个能产生深紫色的色素 基因导入矮脚牵牛花( petunias)中, 试图加深花朵的颜色,结果没看到期 待中的深紫色花朵,多数花成了花斑 的甚至白的。也就是说,转基因的植 株不仅没有新基因表达,反而使原 a,an serted 有的色素基因也受到了抑制, PTGS is now thought to be an Jorgensen将这种现象命名为共抑 Napoli et al. 1990. 制(co- suppression)。 Plant cell 2: 279-289 —_「

1990年，Rich Jorgensen 和 同事，将一个能产生深紫色的色素 基因导入矮脚牵牛花(petunias)中, 试图加深花朵的颜色,结果没看到期 待中的深紫色花朵,多数花成了花斑 的甚至白的。也就是说,转基因的植 株不仅没有新基因表达，反而使原 有的色素基因也受到了抑制， Jorgensen将这种现象命名为共抑 制(co-suppression)。 Napoli et al.1990. Plant Cell 2:279-289 一、RNA干扰的发现

野生型 预测 试验 2006年诺贝尔生理学或医学奖颁布后,来自英国和比利时的 三名科学家向英国著名的《 Nature》杂志寄出的一封信中,表示 了他们对于此次RNAi获得诺贝尔奖的遗憾之处——植物RNAi研究 领域科学家没能被包括在这一奖项中。 2008年,线虫和植物RNA研究领域三位科学家维克托安博 斯、加里·鲁弗肯以及戴维°鲍尔库姆获得了包括富兰克林奖章以 及拉斯克奖。这足以说明,植物领域科学家们在RNAi发现和机制 阐述方面做出的关键性作用

野生型 预测 试验 2006年诺贝尔生理学或医学奖颁布后，来自英国和比利时的 三名科学家向英国著名的《Nature》杂志寄出的一封信中，表示 了他们对于此次RNAi获得诺贝尔奖的遗憾之处——植物RNAi研究 领域科学家没能被包括在这一奖项中。 2008年，线虫和植物RNAi研究领域三位科学家维克托•安博 斯、加里•鲁弗肯以及戴维•鲍尔库姆获得了包括富兰克林奖章以 及拉斯克奖。这足以说明，植物领域科学家们在RNAi发现和机制 阐述方面做出的关键性作用

傅/RNA干扰的发现 凹口回回回回回O 茴茴回 Fungi: " Quelling 1992年 Romano和Mcno 等证明真菌中亦有类似现象。 在真菌转基因实验中这种共 抑制现象被称为称为基因 压制( que ll ing,阻抑)。 Romano and Macino. 1992 Mol Micro 6: 3343-53 —_「

1992年Romano和Macino 等证明真菌中亦有类似现象。 在真菌转基因实验中这种共 抑制现象被称为称为基因 压制(quelling，阻抑)。 RNA干扰的发现

/RNA干扰的发现 G茴茴茴回回 1995年,康乃尔大学的 Su Guo博士在试图阻c E| egans:“? 断秀丽新小杆线虫(G. elegans)的par-1基因时, 发现了一个意想不到的现象。 设计: 反义RNA特异性地阻断par-1基因的表达 正义RNA以期观察到基因表达的增强 结果 C elegans 二者都同样地切断了par-1基因的表达。 这是与传统上对反义RNA技术的解释不相符合。 Guo s. Kemphues 该研究小组一直未能给这个意外以合理解释。 K. Par L. cell 1995,81:611-620 首次发现RNA干扰的线索! —_「

1995年，康乃尔大学的Su Guo博士在试图阻 断秀丽新小杆线虫(C.elegans)的par-1基因时， 发现了一个意想不到的现象。 设计： 反义RNA 特异性地阻断par-1基因的表达 正义RNA 以期观察到基因表达的增强 结果: 二者都同样地切断了par-1基因的表达。 这是与传统上对反义RNA技术的解释不相符合。 该研究小组一直未能给这个意外以合理解释。 Guo S, Kemphues KJ, Par L. Cell, 1995,81:611-620 首次发现RNA干扰的线索！ C.Elegans：“？” RNA干扰的发现

/RNA的提出 直到1998年2月, Fire a和Melo0才首 次证实,GuoS博士遇到的正义RNA抑制 基因表达的现象,以及反义RNA的阻断作 用,都是由于体外转录所得RNA中污染了 微量双链RNA而引起。 将单链RNA纯化后,基因抑制效应变得十 C elegans 分微弱;而纯化的双链RNA却能够高效特 异性阻断相应基因的表达,其效率比纯 Montgomery ME; 化后的反义RNA至少高2个数量级。 et Nature 1998 1:806-811. 该小组将这一现象称为RNA干扰(RNA interference,简称RNAi)

RNAi的提出 • 直到1998年2月，Fire A和Mello C才首 次证实，Guo S博士遇到的正义RNA抑制 基因表达的现象，以及反义RNA的阻断作 用，都是由于体外转录所得RNA中污染了 微量双链RNA而引起。 • 将单链RNA纯化后，基因抑制效应变得十 分微弱；而纯化的双链RNA却能够高效特 异性阻断相应基因的表达，其效率比纯 化后的反义RNA至少高2个数量级。 • 该小组将这一现象称为RNA干扰（RNA interference， 简称RNAi）。 • Fire A, Xu S, Montgomery ME, et al. Nature. 1998,391:806-811