异源基因诱导的转录后基因沉默及其机制的探讨.docx

异源基因诱导的转录后基因沉默及其机制的探讨
异源基因诱导的转录后基因沉默及其机制的探讨
随着基因工程技术的不断发展和应用，人类对于基因表达调控的研究也越来越深入。近年来，基于RNA干扰技术的转录后基因沉默成为了研究兴趣的高潮之一。除此之外，异源基因诱导的转录后基因沉默也被认为是一种很有生物学意义和应用潜力的转录后基因调控机制。本文将重点探讨异源基因诱导的转录后基因沉默及其机制。
一、异源基因诱导的转录后基因沉默概述
异源基因诱导的转录后基因沉默是通过转录来自异种物种基因的RNA引发的RNA干扰（RNAi）来调控目标基因的表达。研究表明，这种RNAi现象可在非寄生菌、植物以及哺乳动物等不同的生物体内产生，并且能够透过细胞间共享的siRNA（小干扰RNA）介导形成RNAi通路，最终调控目标基因的表达。
二、异源基因诱导的转录后基因沉默实验研究发现
众所周知，RNAi已成为模拟人类相关疾病的优良实验模型和育种改良的前沿技术。早在1998年，斯坦福大学的AndrewFire和美国加利福尼亚理工学院(Caltech)的CraigC.Mello就共同获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖的终身荣誉成就。此后，RNAi的研究得到快速发展，特别是在转录后基因沉默方面的应用更为广泛。异源转染的siRNA能够沉默与其序列具有相似性的基因，可通过对目标基因RNA序列的局部同源识别而产生RNAi效应，导致蛋白质表达减弱或失去功能，从而间接调控目标基因的生物学功能。
进一步研究表明，这种转录后异源基因诱导的基因沉默现象不仅限于siRNA分子的介导，还可经过piRNA（piwi结合RNA）等小分子RNA的参与而产生RNAi效应。另外，还有研究发现，转录后异源DNA序列介导的基因沉默机制主要是通过CpG岛的甲基化来实现的。
三、异源基因诱导的转录后基因沉默机制
（1）RNAi效应
依据前述术语，异源基因的RNA或DNA序列与目标基因序列的同源性不仅在基因序列水平上的同源性，还包括二级结构水平上的相似性。根据这种基因序列同源性，异源RNA或DNA转染后，特异性地将siRNA或piRNA等RNA启动子序列释放成为不具特异性的RNA分子，在细胞内环境中合成产生siRNA之后，siRNA到了一定活性浓度后，会进入RISC（RNA诱导的沉默复合体）中并介导对其靶标的切割，会直接导致靶标mRNA的降解，从而实现了基因对靶标序列的沉默效应。
（2）DNA甲基化
异源基因诱导的转录后基因沉默机制不仅仅依赖于RNAi效应，还能够通过基因组DNA的甲基化水平调控对目标基因的表达。异源基因转染等手段能够诱导与其同源或者相似的DNA序列向目标基因的启动子区域移动，从而通过它们的甲基化来抑制该基因的表达。基因组DNA的这种甲基化主要以CpG岛为特征，就算是没有siRNA等RNA干扰分子的存在，只要DNA序列向靶标基因的启动子方向靠近，就可能出现对目标基因表达的抑制。
四、异源基因诱导的转录后基因沉默的应用前景
异源基因诱导的转录后基因沉默能够实现对遗传密码的技术转化，无论是在基础理论方面，还是在药物研发及创制方面都具有巨大潜力。此外，异源基因诱导的转录后基因沉默还可以作为生态学中食物链梯度中动植物之间的相互作用机制的研究模型。由于本机制在动物中的调控机制变量确立的有限性，故在动物模型中表现稳定性更高，对于动物疾病模型的研究具有很高的应用潜力。
然而，异源基因诱导的转录后基因沉默的研究仍处于早期，在其应用过程中还存在一定的问题和困难。例如，具体怎样选择目标基因、怎样选择外源基因，以及如何选择合适的siRNA或piRNA等RNA干扰分子等。这些问题需要进一步深入研究和探讨。
总之，异源基因诱导的转录后基因沉默为我们探究基因表达调控机制提供了新的思路和理论基础。并且，这一研究方向还具有很高的应用价值，可以为相关疾病的研究提供新的思路和治疗手段。