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生物通報道:RNA干擾(RNAi)可以幫助人們特異性關(guān)閉基因的表達(dá),是生物學(xué)領(lǐng)域的常用技術(shù)。本文介紹了一些實用工具和小竅門,希望能幫你優(yōu)化實驗條件,使RNAi更加。
新轉(zhuǎn)運工具
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為了能夠簡單有效的轉(zhuǎn)運干擾性RNA(如siRNA、shRNA、miRNA和ncRNA),各大公司紛紛推出了新的分子工具。
siRNA
舉例來說,Polyplus Transfection公司的INTERFERin®-HTS平臺專為高通量的siRNA轉(zhuǎn)染而設(shè)計,支持自動化的液體處理系統(tǒng)。在高通量研究中,“siRNA與轉(zhuǎn)染試劑形成的轉(zhuǎn)染復(fù)合體,往往需要穩(wěn)定存在幾個小時,”Polyplus的CEO Mark Bloomfield說。
為此,Polyplus提供了兩款改良型siRNA用于活體轉(zhuǎn)染。其中STICKYSIRNA™可以增加siRNA-轉(zhuǎn)運試劑(in vivo-jetPEI®)復(fù)合體的穩(wěn)定性。而SIRNAPLUS™則不需要轉(zhuǎn)運試劑,其轉(zhuǎn)運載體就整合在siRNA分子上。
IDT(Integrated DNA Technologies)公司也推出了siRNA新產(chǎn)品,即由pre-designed siRNA組成的Dicector文庫。這一新產(chǎn)品是DsiRNAs(Dicer-substrate siRNAs)產(chǎn)品線的新成員。Dicector DsiRNAs的設(shè)計采用改良后的算法,可以靶標(biāo)所有的人類、小鼠和大鼠基因。shRNA
siRNA一般進(jìn)行瞬時轉(zhuǎn)染,而shRNA往往被結(jié)合在病毒或細(xì)菌載體上,實現(xiàn)穩(wěn)定表達(dá)。不過,由于shRNA隨機(jī)整合到宿主細(xì)胞的基因組中,其表達(dá)水平并不穩(wěn)定。
為了解決這一問題,Sigma Aldrich公司開發(fā)了一個試劑盒,可以將shRNA插入到基因組的特定位置。據(jù)Sigma公司的Shawn Shafer介紹,這一靶向整合試劑盒采用鋅指核酸酶技術(shù),將shRNA插入到人類基因組的AAVS1位點。這一技術(shù)將shRNA定位在一個地方,使影響shRNA表達(dá)水平的一個重要變量固定下來。
Thermo公司致力于尋找促進(jìn)shRNA表達(dá)的啟動子。“啟動子性能不強會導(dǎo)致knockdown效果不佳,而讓人誤以為shRNA沒有功能或者轉(zhuǎn)導(dǎo)效率太低。實際上可能只是shRNA的表達(dá)水平不夠,” Thermo公司的Louise Baskin說。
Thermo公司提供的SMARTchoice shRNA平臺整合了GFP,讓用戶能夠在同一種細(xì)胞中比較多個啟動子的性能。啟動子能使系統(tǒng)產(chǎn)生zui強的GFP信號。
反義RNA
IDT也為靶標(biāo)細(xì)胞核非編碼RNA(ncRNA)提供了工具。對于ncRNA來說,siRNA的knockdown效果往往并不理想,而反義寡核苷酸ASO更能發(fā)揮作用。據(jù)介紹,這可能是因為siRNA主要在細(xì)胞質(zhì)發(fā)揮作用,而ASO更適合作用于細(xì)胞核。
與siRNA相比,ASO不僅能夠激發(fā)RNase H的活性,脫靶效應(yīng)也更低。該技術(shù)*的問題在于,目前還沒有足夠成熟的設(shè)計軟件。
近來,長非編碼RNA(lncRNA)一直是研究的熱點,ASO技術(shù)很適合對其功能進(jìn)行研究。QIAGEN公司的Eric Lader指出,在用RT-qPCR對這類實驗進(jìn)行結(jié)果分析時,需要更多的生物信息學(xué)支持。因為與蛋白編碼基因數(shù)據(jù)庫相比,lncRNA序列數(shù)據(jù)庫還不那么成熟。
如何讓knockdown更加可靠!--?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /--
無疑,RNAi需要在健康的細(xì)胞中進(jìn)行。Bloomfield建議大家使用傳代不超過20次的細(xì)胞。此外,實驗所用的細(xì)胞類型,也會影響RNAi的轉(zhuǎn)運工具。“沒有一個對所有細(xì)胞系都適用的轉(zhuǎn)運方案,因此我們在嘗試新細(xì)胞類型時要謹(jǐn)慎選擇RNAi工具,”Baskin說。另外,不論何時都應(yīng)考慮到RNA轉(zhuǎn)運對細(xì)胞的毒性,在毒性與轉(zhuǎn)運效率之間尋求平衡。
在用抑制性RNA進(jìn)行knockdown之后,一般要通過mRNA和蛋白的水平,來檢測RNAi的效率。這時,選擇合理的對照非常重要,陰性對照一般采用非靶向性的RNA,而陽性對照往往靶標(biāo)的是看家基因(如GAPDH、PPIB或 HPRT)。
實際上,RT-qPCR對結(jié)果的影響很大。“適當(dāng)?shù)年栃?/span>/陰性對照,合理的RT-qPCR分析,都決定著knockdown效果的重現(xiàn)性,”Lader說。“80% knockdown與50% knockdown之間的差異,對于實時定量PCR來說,只是一次循環(huán)中的一點變化。”
在判定knockdown效果時,表達(dá)時機(jī)也很重要。“可以根據(jù)蛋白和目標(biāo)mRNA的半衰期,在轉(zhuǎn)染后24到96小時之間,確定進(jìn)行結(jié)果分析的時間段,這樣才能更好的解讀基因沉默的效果,”Bloomfield說。
Baskin指出,RNAi分析中有一個常見的誤區(qū),就是希望目標(biāo)的knocked down程度與陽性對照(看家基因)相同。“不是所有的目標(biāo)基因都以同樣的方式表達(dá),也不是所有的RNAi試劑都與陽性對照一樣強力,”他說。
“越來越多的數(shù)據(jù)顯示,在不同細(xì)胞類型中使用同樣的RNAi試劑,會產(chǎn)生不同的基因沉默效果和脫靶效應(yīng),”Baskin說。因此專家建議,為了保證RNAi的效果,每個細(xì)胞系都應(yīng)該進(jìn)行條件優(yōu)化。事實上,同一個細(xì)胞系中的轉(zhuǎn)染效率可能也不穩(wěn)定,的辦法是,每一次RNAi都使用陰性和陽性對照。