上海信帆生物：怎樣解決RNAi的脫靶問題

生物通報道：在使用殺傷性武器的時候，不傷及無辜很重要，對于RNA干涉（RNAi）來說也是如此。RNAi是一種常用的基因失活工具，它的主要缺陷在于會引起序列特異性的脫靶效應。這樣的脫靶效應很難預測，因為siRNA能夠影響與它部分互補的序列，像miRNA那樣抑制基因的表達。

要減少脫靶效應，可以將針對同一mRNA的不同siRNA混合起來使用。這些siRNA作用于同一個目標，每種siRNA的濃度得以降低，稀釋了各自的脫靶效應。然而，這一策略在實際操作中面臨著兩個問題。其一，目前“Smart pools”只包括四個合成的siRNA，復雜性還不足以顯著減少脫靶效應，而合成更多siRNA的成本又太高。其二，利用Dicer或RNase III消化dsRNA時，siRNA混合物中會出現長度各異的剪切產物，進而引發許多問題。

日前，Regensburg大學的Gunter Meister領導研究團隊在Nucleic Acids Research雜志上發表文章，描述了一種能克服上述問題的新方法。這種被稱為siPools的低成本方法，能夠簡單而的生成含有多達60種siRNA的混合物，將脫靶效應降低到檢出限以下。

據介紹，siPools的關鍵一步是，設計針對同一個基因的幾十種siRNA，并將這些序列結合到一個DNA模板上，不同siRNA序列之間以短序列相連。這些模板經過轉錄、退火和酶切就能生成成分明確的siRNA混合物。

為了驗證siPools的效果，研究人員選擇人類基因POLG和SCYL1作為RNAi的靶標。之前有研究顯示，針對這兩個基因的siRNA很容易影響到MAD2基因的表達，因此它們可以作為檢測脫靶效應的理想對象。

研究人員針對這兩個基因，分別設計了含有60個siRNA的siPools，然后用它們轉染HeLa細胞。研究顯示，在濃度相同的情況下，siPools敲低目標基因與單個siRNA一樣有效。

這兩個siPools都含有一個MAD2脫靶效應很強的siRNA。然而在轉染之后，MAD2上并未發生可檢測到的脫靶影響。研究人員隨后又通過螢光素酶報告基因證實了這一點。

此外，研究人員還進行了全轉錄組的芯片分析。他們發現，單個脫靶siRNA除了MAD2以外還大大減少了許多其他的轉錄本，但siPools對MAD2和總體轉錄本水平都沒有影響。這說明，將大量siRNA混合起來的確能夠大大降低RNAi的脫靶效應。下一步，Meister將進一步評估siPools在活體內作用效果。

值得注意的是，Meister等人還將siPools成功用于長非編碼RNA（lncRNA）。單個siRNA往往難以對lncRNA施加影響，這可能是因為單個siRNA難以接觸到高度結構性的lncRNA分子。現在，研究團隊正在構建針對lncRNA的siPool文庫。

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