模式生物秀麗線蟲中NRDE通路介導的siRNA基因干擾的機制研究

《模式生物秀麗線蟲中NRDE通路介導的siRNA基因干擾的機制研究》是依託中國科學技術大學，由光壽紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：模式生物秀麗線蟲中NRDE通路介導的siRNA基因干擾的機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：光壽紅
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

RNA干擾是真核生物中一個非常廣泛而且保守的基因調節機制。早期的試驗已經成功地表明小RNA 可以用來抑制癌基因和病毒基因的表達。然而，在小RNA被用於臨床和製藥之前，我們必須正確地了解小RNA的產生機理，作用機制和體內功能等。模式生物秀麗線蟲中NRDE通路轉運siRNA從細胞質到細胞核並抑制轉錄的延伸，從而緘默基因表達。然而，NRDE蛋白和siRNA如何抑制RNA聚合酶II以及如何造成組蛋白的甲基化尚不清楚。本項目將圍繞以上問題，進一步研究模式生物秀麗線蟲中siRNA 調控基因表達的作用方式，通過遺傳篩選的辦法來尋找調控核RNA干擾的關鍵因子以及研究它們作用的分子機理。這項研究有助於我們更深入地了解RNA干擾造成生長和生殖缺陷的原因和機理。從而不僅對理解RNA的基礎生物學有重要意義，而且有助於更好地將小RNA干擾技術用於研究和臨床治療。

結題摘要

項目背景： RNA干擾是一個非常廣泛而且保守的基因調節機制。小調節性RNA廣泛存在於幾乎所有的真核細胞中，參與和調節許多基本的生命過程。RNA干擾技術的發現是近十年來生命科學研究的重大突破之一，不僅在加深人類生命過程的認識有巨大的影響，而且使我們在干預生命過程方面有了一個非常方便的手段。然而，在小RNA被用於臨床和製藥之前，我們必須更深入地了解小 RNA 的產生機理，運輸途徑，作用專一性，和體內功能等。 主要研究內容：本課題重點研究了模式生物秀麗線蟲中小干擾 RNA調控基因表達的作用機制，通過遺傳、分子、細胞和生化等手段來尋找和研究調控細胞核RNA干擾的關鍵因子。分離了新的核RNA干擾的突變體；克隆了突變體基因；獲得了突變體基因在亞細胞結構上的定位；分析了這些基因是否可以在非編碼RNA的誘導下和前RNA以及染色質結合；研究了核RNA干擾在生長和生殖上的生理功能。 重要結果： 在本課題的支持下，我們得到了以下幾項結果： 建立了秀麗線蟲中研究非編碼RNA干擾的錯靶現象的模型，發現RNA干擾造成的錯靶過程依賴於RdRP和核RNA干擾通路；發現小RNA可以誘導靶基因的組蛋白3賴氨酸27的3甲基化。 建立了秀麗線蟲中使用CRISPR/Cas9技術進行大片段基因敲除的方法；建立了使用CRISPR/Cas9技術誘導染色體易位和構造平衡子的方法。 同時，我們還與合作實驗室解析了非編碼RNA介導基因干擾的遺傳通路,發現了NRDE-1；發現秀麗線蟲中非編碼小干擾RNA誘導靶標位點及其附近區域的組蛋白3賴氨酸9的3甲基化。 在項目的支持下，以本實驗室為獨立單位發表SCI研究論文4篇(Current Biology, 2015; Genetics, 2014, 2015; Scientific Reports, 2014)，應邀撰寫綜述3篇。與其它實驗室合作發表研究論文2篇(PLoS Genetics, 2011; Nature Genetics, 2012)。畢業碩士1名。 科學意義： RNA干擾是真核生物中一個非常廣泛而且保守的基因調節機制。本項目進一步研究了模式生物秀麗線蟲中siRNA 調控基因表達的作用方式，尋找調控核RNA干擾的關鍵因子以及研究它們作用的分子機理。這項研究不僅對理解RNA的基礎生物學有重要意義，而且有助於更好地將小RNA干擾技術用於研究和臨床治療。