生物化学及分子生物学2.ppt

课件地址 0 --本科生课件 ------公选课 用户名:biox 密码:ustc;RNA interference(RNAi);中心法则;基因表达调控的基本概念; 组成性表达(constitutive expression) 适应性表达(adaptive expression）; 组成性表达： ;适应性表达 指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。 应环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导(induction)，这类基因被称为可诱导的基因(inducible gene)； 相反，随环境条件变化而基因表达水平降低的现象称为阻遏(repression)，相应的基因被称为可阻遏的基因(repressible gene)。 ;基因表达的规律 ——时间性和空间性;空间特异性(spatial specificity);基因表达调控的生物学意义;;通常人们了解的RNA分子莫过于信使RNA（mRNA）、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)这三种经典意义上的RNA分子，它们行使中心法则规定的RNA分子的生物学功能。 ;小RNA分子的大量发现和对其特殊生物学功能的认识动摇了中心法则的统治地位。RNA不光是遗传信息从DNA到蛋白质的中间媒介，RNA还可以独当一面，在细胞生命活动中起到不可替代的作用。 例如，snRNA在前体mRNA的剪接成熟过程中起作用，snoRNA则能够对其他RNA分子进行加工修饰，而miRNA可以结合到目标mRNA的3’端非编码区进而调节目标mRNA的翻译，siRNA则可以结合到目标mRNA上与之序列互补的区域，指导核酶将目标mRNA特异性降解掉。所有这些新的功能，颠覆了人们关于RNA的功能的传统认识。;New roles for RNA;2006年10月2日瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布，将2006年度诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科学安德鲁·法尔和克雷格·梅洛，以表彰他们发现了RNA干扰现象。法尔和梅洛将分享一千万瑞典克朗的奖金(137万美元、107万欧元)。 ;诺贝尔奖评审委员会发布的公报说： 法尔和梅洛获奖是因为他们“发现了控制遗传信息流动的基本机制”，这一机制为控制基因信息提供了基础性的依据。公报指出，ＲＮＡ干扰已被广泛用作研究基因功能的一种手段，并有望在未来帮助科学家开发出治疗疾病的新疗法。ＲＮＡ干扰机制的发现使得科学家可以对侵入细胞的病毒ＲＮＡ进行控制。诺贝尔奖评审委员会指???，ＲＮＡ干扰机制将来有望应用于临床医学和农业等众多领域，用来开发针对病毒感染、心血管疾病和癌症等的新疗法。;“我隐约觉得是有可能获奖的。但我只有45岁，所以我想或许在一二十年内才会发生。”在接受路透社采访时，马萨诸塞大学教授克雷格·梅洛(Craig　Mello) 如是说。 斯坦福大学教授安德鲁·法尔(Andrew　Fire) 今年也只有47岁。 ;安德鲁?菲尔(AndrewZ.Fire) 克雷格?梅洛(Craig C.Mello);RNA干扰的发现;;1998年2月发表于英国《自然》杂志的一篇RNA干扰论文。不少同行迅速意识到这篇论文的非凡价值。 　　通常，从研究成果发表到获得诺贝尔奖，需要一二十年甚至更多时间，因为成果的准确性和重要性都需要科学界的反复验证。但法尔和梅洛仅仅等待了8年，其获奖速度之快实属罕见。;RNA干扰的传奇故事;RNA干扰的传奇故事 ;早在1991年，来自于美国和荷兰的两个转基因植物实验组，将紫色色素基因导入矮牵牛(petunia)植物，目的是想通过增加紫色色素基因拷贝来获得具有更多红花的矮牵牛，结果则出乎他们的预料：有些转基因的矮牵牛却开出部分或全部白花，表明色素合成不是增加了而是减少。事实上，不但导入的基因没有表达，而且植物本身的色素合成基因也受到某种程度的抑制，这种现象当时称为共抑制(cosuppression) ;法尔和梅洛则首次在线虫身上揭示，基因“沉默”的原因在于RNA干扰。 实际上，法尔在接受诺贝尔奖网站采访时提到，第一个在线虫中观察到(RNA干扰)这种特别现象的是康奈尔大学研究生郭苏。 1995年，从复旦大学毕业后赴美的郭苏在坎菲斯(Kenneth　Kemphues)指导下，试图阻断秀丽新小杆线虫的某个基因时，意外地发现反义和正义这两种单链RNA都阻断了该基因的表达。;但可惜的是，她和坎菲斯一直没能解释这个奇怪现象。直到3年后，当时在卡内基研究所供职的法尔和梅洛才揭开了谜底：在郭苏的实验中，体外转录所得RNA污染了微量的双链RNA，而经过纯化的双链RNA能够高效率地阻断相应基因的表达。这就是RNA干扰。 　　郭苏目前在旧金山加州大学任职。她说：“他们在我们工作的基础上，解释了我们那个让人迷