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《生命的化学》2007年27卷4期
· 344 · ●
CHEMISTRY OF LIFE 2007,27(4)
文章编号: 1000-1336(2007)04-0344-03
siRNA理性设计原理分析
方 翔 曹以诚 杜正平 郭 旭 卓 敏
(华南理工大学生物科学与工程学院,广州 510640 )
摘要:siRNA作为基因功能研究和临床治疗的重要工具,已经引起了科学界的广泛关注,世界上许多学术和商业机构也开发了
相应的siRNA设计程序。近年来,随着对siRNA机制研究的不断深入,尤其是2004年Reynolds等提出siRNA理性设计规则之
后,许多新的理论极大地推动了siRNA设计程序的发展。本文就siRNA设计程序所普遍考虑的设计原理,从基本经验规则、siRNA
序列特征、靶mRNA的可接近性、热动力学特征以及特异性检验方法等5个方面进行了分析和论述,为国内科研机构开发自己的
siRNA设计程序提供思路和方法。
关键词:siRNA;理性设计;可接近性;热动力学;特异性
中图分类号:R392
1siRNA作用机制概述 取具有NA(N)或NAR(N)YNN序列特征的siRNA(其
21 17
小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)作为 中N为任意一种核酸,R为任意一种嘌呤,Y为任意
与RNA干扰现象紧密相连的非编码RNA之一,是后 一种嘧啶)并将正义链3'端的两个碱基转换为TT;(4)
基因组时代的重要研究工具。其作用机制首先是进入 靶mRNA序列应具有50%左右的GC含量。
体内的siRNA双链解开,引导链(指siRNA反义链)进 [3]
然而,Ding等 认为,AA(N19)或NA(N19)这样
入RNA介导的沉默复合体(RNA-induced silencing
的靶类型在有效性方面缺乏文献支持;因此,世界上
[1]
complex,RISC),并切断具有序列特异性的mRNA, 著名的siRNA设计程序只有一部分采用了Tuschl等的
切断部位大约在与反义链配对序列的中部,然后靶 经验规则,而更普遍的基本设计规则如下 :(1)siRNA
mRNA进一步降解。当今国际上许多学术和商业机构 双链体(siRNA duplex)由长为21nt的正义链和反义链
都开发了自己的siRNA设计程序,比较著名的有Sfold组成,两条链的3'末端分别带有dTdT的悬垂;(2)
sirna,Sisearch和SiDirect等,它们的设计原则有相同 siRNA序列本身应具有较低的GC含量;(3)含有3个
的部分,但又各具特色,以下将对这些设计原则分别 以上G或C的序列应被排除,因为poly(G)或poly(C)
进行阐述。 会形成四联体(quartet)而影响到siRNA的干扰效果;
2siRNA设计程序设计原理 (4)当采用聚合酶III(polymerase III)启动子表达时,应
[2]
2.1基本经验规则 Elbashir等 在2001年提出了 避免选择含有AAAA或TTTT的序列,因为连续4个
siRNA的经验设计规则,主要包括以下几点 :(1)在给 A或T是聚合酶Ⅲ启动子的中止信号;(5)序列中应避
定的siRNA序列中,从起始密码
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