上海信帆生物：怎样解决RNAi的脱靶问题

生物通报道：在使用杀伤性武器的时候，不伤及无辜很重要，对于RNA干涉（RNAi）来说也是如此。RNAi是一种常用的基因失活工具，它的主要缺陷在于会引起序列特异性的脱靶效应。这样的脱靶效应很难预测，因为siRNA能够影响与它部分互补的序列，像miRNA那样抑制基因的表达。

要减少脱靶效应，可以将针对同一mRNA的不同siRNA混合起来使用。这些siRNA作用于同一个目标，每种siRNA的浓度得以降低，稀释了各自的脱靶效应。然而，这一策略在实际操作中面临着两个问题。其一，目前“Smart pools”只包括四个合成的siRNA，复杂性还不足以显著减少脱靶效应，而合成更多siRNA的成本又太高。其二，利用Dicer或RNase III消化dsRNA时，siRNA混合物中会出现长度各异的剪切产物，进而引发许多问题。

日前，Regensburg大学的Gunter Meister领导研究团队在Nucleic Acids Research杂志上发表文章，描述了一种能克服上述问题的新方法。这种被称为siPools的低成本方法，能够简单而的生成含有多达60种siRNA的混合物，将脱靶效应降低到检出限以下。

据介绍，siPools的关键一步是，设计针对同一个基因的几十种siRNA，并将这些序列结合到一个DNA模板上，不同siRNA序列之间以短序列相连。这些模板经过转录、退火和酶切就能生成成分明确的siRNA混合物。

为了验证siPools的效果，研究人员选择人类基因POLG和SCYL1作为RNAi的靶标。之前有研究显示，针对这两个基因的siRNA很容易影响到MAD2基因的表达，因此它们可以作为检测脱靶效应的理想对象。

研究人员针对这两个基因，分别设计了含有60个siRNA的siPools，然后用它们转染HeLa细胞。研究显示，在浓度相同的情况下，siPools敲低目标基因与单个siRNA一样有效。

这两个siPools都含有一个MAD2脱靶效应很强的siRNA。然而在转染之后，MAD2上并未发生可检测到的脱靶影响。研究人员随后又通过萤光素酶报告基因证实了这一点。

此外，研究人员还进行了全转录组的芯片分析。他们发现，单个脱靶siRNA除了MAD2以外还大大减少了许多其他的转录本，但siPools对MAD2和总体转录本水平都没有影响。这说明，将大量siRNA混合起来的确能够大大降低RNAi的脱靶效应。下一步，Meister将进一步评估siPools在活体内作用效果。

值得注意的是，Meister等人还将siPools成功用于长非编码RNA（lncRNA）。单个siRNA往往难以对lncRNA施加影响，这可能是因为单个siRNA难以接触到高度结构性的lncRNA分子。现在，研究团队正在构建针对lncRNA的siPool文库。

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