RNA沉默

RNA 沉默(RNA silencing)或基因沉默(gene silencing)是廣泛存在於植物、動物、線蟲和真菌等真核生中的一種高度保守的、序列特異的 RNA 降解機制. RNA 沉默對於調控發育、維持基因組的穩定性以響應生物和非生物脅迫等具有重要作用.

自 20 世紀 90 年代初期被發現以來, RNA 沉默已迅速成為生物學領域的研究熱點.

植物中的RNA沉默根據作用靶標可以分為兩類: 以RNA為靶標, 使其降解或抑制蛋白翻譯, 稱為轉錄后基因沉默(post-transcriptional gene silencing, PTGS); 以染色質為靶標, 使其基因啟動子或組蛋白甲基化從而抑制 RNA 轉錄的起始, 稱為轉錄基因沉默(transcriptional gene silencing, TGS).

植物可利用 PTGS 和 TGS 來抵抗病毒侵染, 病毒侵染植物後會產生大量病毒來源的小 RNA (virus-derived small interfering RNAs, vsiRNA), 介導對病毒 RNA 的降解或抑制病毒基因的轉錄; 而在與植物長期共進化過程中, 病毒編碼一個或多個RNA沉默抑制子(viral suppressor of RNA silencing, VSR)來抑制植物的基因沉默, 從而逃脫植物的這種防衛反應. 近年來, 針對病毒基因沉默抑制子作用機制的研究表明, 病毒編碼的基因沉默抑制子通過與植物基因沉默通路中的RNA或者關鍵蛋白分子相互作用, 抑制植物對病毒的抵抗, 干擾植物正常的基因表達調控. 深入了解 vsiRNAs 的起源與組成、調控基因表達的潛力, 以及病毒編碼的基因沉默抑制子的作用機制, 將有助於我們更好地了解植物與病毒之間是通過怎樣複雜的相互作用來實現共同進化的, 進而為植物病毒控制提供新的策略.