想让紫色矮牵牛花紫得发黑,结果开出了纯白花!RNA干扰的奇幻漂流
1998 年 2月19日 · siRNA / shRNA 基因敲低试剂盒 & Lipofectamine
你知道吗?
那盆本该紫得发黑却意外开成纯白的矮牵牛花,无意间撞开了真核细胞防病毒古老机关的暗门。
今天只要你想验证某个新基因的功能,第一反应就是去设计三条21 bp长的siRNA(小干扰RNA),用脂质体转进细胞里,48小时后跑个qPCR和Western,靶基因的mRNA和蛋白就直接被敲低了80%以上。但谁能想到,这项在2006年火速斩获诺贝尔奖的“RNA干扰(RNAi)”技术,最初源于一桩让植物学家抓破头皮的悬案!
1990年,美国亚利桑那大学的Richard Jorgensen为了让紫色的矮牵牛花(Petunia)颜色更深、紫得发黑,往花里额外转入了编码花青素合成关键酶(查尔酮合酶)的基因。按照常理,基因拷贝数多了,花肯定更紫;可万万没想到,长出来的转基因矮牵牛花非但没变深,反而连原本自带的紫色都彻底消失,开出了一朵朵诡异的纯白花和斑点花(共抑制现象)!
此后整整八年,全世界的生物学家都搞不明白为什么“多加基因反而把原基因给闭嘴了”,大家甚至以为是单链反义RNA(Antisense)直接粘住了mRNA。直到1998年2月19日,安德鲁·法尔(Andrew Fire)与克雷格·梅洛(Craig Mello)在《Nature》发表了那篇惊天地泣鬼神的秀丽隐杆线虫论文:他们发现单独注射正义单链RNA或反义单链RNA效果都很烂,可一旦把两条链退火拼成“双链RNA(dsRNA)”注射进去,哪怕每个细胞只分到寥寥几个分子,也会触发细胞内Dicer酶和RISC沉默复合体的雷霆追杀,把同源mRNA切得片甲不留!