模式生物秀丽线虫中NRDE通路介导的siRNA基因干扰的机制研究

RNA干扰是真核生物中一个非常广泛而且保守的基因调节机制。早期的试验已经成功地表明小RNA 可以用来抑制癌基因和病毒基因的表达。然而，在小RNA被用于临床和制药之前，我们必须正确地了解小RNA的产生机理，作用机制和体内功能等。模式生物秀丽线虫中NRDE通路转运siRNA从细胞质到细胞核并抑制转录的延伸，从而缄默基因表达。然而，NRDE蛋白和siRNA如何抑制RNA聚合酶II以及如何造成组蛋白的甲基化尚不清楚。本项目将围绕以上问题，进一步研究模式生物秀丽线虫中siRNA 调控基因表达的作用方式，通过遗传筛选的办法来寻找调控核RNA干扰的关键因子以及研究它们作用的分子机理。这项研究有助于我们更深入地了解RNA干扰造成生长和生殖缺陷的原因和机理。从而不仅对理解RNA的基础生物学有重要意义，而且有助于更好地将小RNA干扰技术用于研究和临床治疗。

项目背景：.RNA干扰是一个非常广泛而且保守的基因调节机制。小调节性RNA广泛存在于几乎所有的真核细胞中，参与和调节许多基本的生命过程。RNA干扰技术的发现是近十年来生命科学研究的重大突破之一，不仅在加深人类生命过程的认识有巨大的影响，而且使我们在干预生命过程方面有了一个非常方便的手段。然而，在小RNA被用于临床和制药之前，我们必须更深入地了解小 RNA 的产生机理，运输途径，作用专一性，和体内功能等。..主要研究内容：本课题重点研究了模式生物秀丽线虫中小干扰 RNA调控基因表达的作用机制，通过遗传、分子、细胞和生化等手段来寻找和研究调控细胞核RNA干扰的关键因子。分离了新的核RNA干扰的突变体；克隆了突变体基因；获得了突变体基因在亚细胞结构上的定位；分析了这些基因是否可以在非编码RNA的诱导下和前RNA以及染色质结合；研究了核RNA干扰在生长和生殖上的生理功能。..重要结果：..在本课题的支持下，我们得到了以下几项结果：..建立了秀丽线虫中研究非编码RNA干扰的错靶现象的模型，发现RNA干扰造成的错靶过程依赖于RdRP和核RNA干扰通路；发现小RNA可以诱导靶基因的组蛋白3赖氨酸27的3甲基化。..建立了秀丽线虫中使用CRISPR/Cas9技术进行大片段基因敲除的方法；建立了使用CRISPR/Cas9技术诱导染色体易位和构造平衡子的方法。..同时，我们还与合作实验室解析了非编码RNA介导基因干扰的遗传通路,发现了NRDE-1；发现秀丽线虫中非编码小干扰RNA诱导靶标位点及其附近区域的组蛋白3赖氨酸9的3甲基化。..在项目的支持下，以本实验室为独立单位发表SCI研究论文4篇(Current Biology, 2015; Genetics, 2014, 2015; Scientific Reports, 2014)，应邀撰写综述3篇。与其它实验室合作发表研究论文2篇(PLoS Genetics, 2011; Nature Genetics, 2012)。毕业硕士1名。..科学意义：.RNA干扰是真核生物中一个非常广泛而且保守的基因调节机制。本项目进一步研究了模式生物秀丽线虫中siRNA 调控基因表达的作用方式，寻找调控核RNA干扰的关键因子以及研究它们作用的分子机理。这项研究不仅对理解RNA的基础生物学有重要意义，而且有助于更好地将小RNA干扰技术用于研究和临床治疗。