基因沉默 原理及方法

绪论 1

一、基因沉默 1

二、基因沉默与RNA干扰的发现 2

三、RNA干扰的机理 4

四、RNA干扰所涉及的技术 6

五、RNAi在功能基因研究方面的意义 9

六、RNAi在医疗工作中的应用 14

七、RNAi在生物与医学研究中的前景 16

第一章　RNA干扰的生物化学 21

一、RNA干扰的生物化学 21

二、RISC:RNAi的催化引擎 23

三、Dicer与siRNA 24

四、Dicer与miRNA 25

五、哺乳动物细胞中RNAi的生物化学特性 26

六、不同生物中的RNAi 28

七、RNAi与人类疾病 29

八、RNAi与基因组 30

第二章 核糖核酸酶Ⅲ超家族 34

一、RNaseⅢ超家族 35

二、细菌RNaseⅢ的功能 36

三、细菌RNaseⅢ同源底物反应抗原表位 37

四、细菌RNaseⅢ的作用机制 38

五、酵母RNaseⅢ同源物 42

六、高级真核细胞RNaseⅢ同源物的结构与功能 43

七、RNAi与小调节RNA成熟中的Dicer 44

八、RNaseⅢ的起源 46

九、小结 47

第三章 基因沉默中依赖于RNA的RNA聚合酶 49

一、概念 50

二、基因沉默中的RdRP同源基因 53

三、PCR和移行RNAi 54

四、基因沉默的工作模式 56

五、细胞和病毒RdRP之间的演化关系 58

六、QDE-1的RdRP活性 59

七、实验技术 60

第四章 转座元件，RNA干扰及异染色质 65

一、控制元件的转座子 65

二、异染色质和转座子 66

三、转座子的沉默机制 68

四、RNAi与转录沉默 73

五、结论 76

第五章 双链RNA介导的基因组调控 79

一、RNA诱导的DNA甲基化 79

二、RdDM和依赖于同源性的基因沉默 80

三、RNA诱导的启动子甲基化与TGS 80

四、植物中dsRNA的加工路径 82

五、RdDM机理 83

六、染色质重塑因子与RdDM 85

七、遗传筛选与RdDM的缺陷突变恢复 86

八、蛋白质编码区与启动子区的甲基化 87

九、RNA介导的TGS在功能基因组中的应用 90

第六章 植物正义共抑制 95

一、共抑制机制 95

二、正义超表达转基因RNA沉默的诱导模式 99

三、RNA沉默与dsRNA转录 99

四、植物基因沉默的概述 101

五、正义共抑制中的翻译 102

六、DNA甲基化与RNA沉默 103

七、RNA沉默信号的传递 104

第七章 PTGS在植物大规模功能基因组研究中的应用 107

一、概念 107

二、PTGS系统 109

三、病毒诱导的基因沉默（VIGS） 111

四、扩增子介导的VIGS 113

五、方法 114

六、前景 117

第八章 动物转基因共抑制 120

一、果蝇中的转基因沉默 120

二、果蝇的转录后转基因沉默 121

三、PIWI和AUBERGINE与转录和转录后沉默 122

四、转基因对转座元件的影响 123

五、果蝇中Stellate与抑制子的相互作用 124

六、秀丽线虫中的共抑制 124

七、哺乳动物的共抑制 125

八、总结 125

第九章 秀丽线虫（Caenorhabditis elegans）中的RNAi 128

一、RNAi的缺失突变型 128

二、RNAi机制 129

三、RNAi的遗传性 130

四、移行RNAi（transitive RNAi,tRNAi）与免疫系统 130

五、RNAi的传递 131

六、共抑制与RNAi 132

七、转座子沉默、共抑制、RNAi 133

八、RNAi的天然功能 133

九、实验技术 135

第十章 秀丽线虫中基因组水平上的RNAi筛选 140

一、秀丽线虫的dsRNA导入方法 141

二、大规模功能基因分析的工具——RNAi 142

三、RNAi与传统遗传学 143

四、RNAi筛选的相关问题 145

第十一章 果蝇细胞培养系中的RNAi技术 149

一、果蝇S2细胞系 150

二、实验技术 152

第十二章 黑腹果蝇中的RNAi 159

一、概念 159

二、外源性与内源性RNAi方法的选择 162

三、实验技术 164

第十三章 鸟类胚胎期RNAi 182

一、以鸡胚为模型研究神经系统发育时期的基因功能 183

二、实验技术 185

第十四章 哺乳动物的RNA干扰 189

一、Dicer与长dsRNA 189

二、siRNA与RISC 190

三、哺乳动物的RNAi与秀丽线虫或植物的RNAi的区别 193

四、哺乳动物细胞中利用RNAi进行功能基因分析 194

五、哺乳动物体细胞中表达siRNA或短发夹RNA 196

六、方法 198

第十五章 shRNA介导的哺乳动物基因表达沉默 208

一、调节基因表达的发夹RNA 208

二、小干扰RNA 209

三、两种RNA沉默路径之间的联系 210

四、沉默RNA的结构 211

五、工程发夹RNA介导基因沉默 212

六、动物体中shRNAs介导的沉默 215

七、总结 216

第十六章 RNAi在鼠卵子与早期胚胎中的应用 220

一、哺乳动物细胞中的dsRNA 220

二、哺乳动物RNAi路径 221

三、RNAi在早期哺乳动物胚胎中的角色 222

四、作为研究早期哺乳动物发育工具的RNAi 223

五、展望 226

六、实验技术 227

第十七章 布氏锥虫与其他非经典模式有机体中的RNA干扰 237

一、人类研究进化多样性的工具——RNAi 237

二、锥虫中RNAi的一般特征 239

三、siRNA的特征 241

四、RNAi与mRNA翻译 243

五、锥虫RNAi的遗传分析 244

六、总结 245