RNA技术在基因编辑、RNAi等领域的应用

2024-07-04 19:52:38 来源: 近岸蛋白官微

  从1990年体外合成的mRNA第一次在细胞内表达,到2020年的mRNA疫苗在对抗新冠病毒中发挥重要作用,以mRNA为基础的预防免疫方式已经在疫苗领域引起了一场重大革命。此外,随着技术的不断革新,RNA作为药物,在治疗领域也逐渐拨开云雾见月明。mRNA巨头的管线布局及合作逐渐多样化,BioNTech在2023年以来,相继与昂科免疫、映恩生物、道尔生物、宜联生物、药明生物和普米斯达成BD交易,交易管线中以ADC产品居多。Moderna除了传染病疫苗的强势布局外,肿瘤及罕见病治疗管线进展同样迅速。

  时代将RNA预防与治疗技术推到了大众的眼前,然而,RNA技术远不止于此。

  基于mRNA方式的CRISPR/Cas9基因编辑

  相比于传统质粒和病毒载体方法,mRNA可瞬时表达所需的蛋白质,通过mRNA方式进行基因编辑可避免核酸酶的持续表达、或基因整合的风险。CRISPR/Cas9作为目前最常使用的基因编辑系统之一,在sgRNA引导下,可将mRNA瞬时表达的Cas9蛋白定位到靶位点后进行DNA切割。

  近岸蛋白提供高效Cas9 mRNA(目录号:MR107/MR019)目录产品和sgRNA体外合成试剂盒(目录号:E369),以及编辑效率验证用酶T7E1(目录号:M017),基因编辑全套产品,为您的实验保驾护航。

  RNA干扰技术

  RNA干扰(RNA interference,缩写为RNAi)是指由双链RNA诱发的基因沉默现象,其机制是当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA时,该mRNA发生降解而导致基因表达沉默,从而用于调控基因表达。RNAi是分子生物学领域最为重要的一项技术突破,它让我们能够更为直观的看到特定基因的功能缺失效应,并且能够针对基因组内可能贡献疾病表型的潜在基因,开展鉴定和功能分析。

  RNAi中最为重要的一环为siRNA的制备,常用的合成方法有化学合成、体外转录以及通过RNase III消化长链dsRNA制备siRNA。化学合成的siRNA一大特点是纯度够高,但是合成成本较高,不适用于前期siRNA的筛选工作。体外转录得到的siRNA具有毒性小,稳定性好,效率高等特点,非常适合前期筛选siRNA,特别是需要制备多种siRNA时,成本低,单次转录即可获得足够量的siRNA。通过RNase III消化长链dsRNA制备siRNA通常是制备200-1000个碱基的靶mRNA模板,体外转录制备长链dsRNA,再用RNase III将长链dsRNA消化成数个siRNA的混合物。这个siRNA混合物可以直接转染细胞。由于siRNA混合物中含有许多不同的siRNAs,从而保证目的基因能够被有效抑制。dsRNA消化法的主要优点在于可以跳过检测和筛选有效siRNA序列的步骤,为研究人员节省了时间和金钱成本。

  近岸蛋白提供兼容长链和短链RNA转录试剂盒(目录号:E332/E131),20μl转录体系可得到100-200μg左右的RNA用于siRNA制备。

  RNA/蛋白质互作研究

  RNA结合蛋白参与RNA合成、剪接、翻译等多个转录后调控过程。同时,RNA也会参与调节RNA结合蛋白的活性或与其他蛋白质相互作用,两者相互作用下,影响了RNA/蛋白质介导的相关细胞事件。研究这些相互作用可以帮助我们了解疾病的机制,并寻找新的治疗靶点。

  目前研究RNA/蛋白质互作的方法大致分为两个途径:

  01 已知RNA,寻找与之相互作用的蛋白质,例如RNA pull-down RNA pull-down方法中,首先利用体外转录得到标记有生物素的RNA探针,然后将RNA探针与蛋白提取液共同孵育,形成RNA-蛋白质复合物,再利用链霉亲和素磁珠纯化得到复合物,洗脱后通过Western Blot等方法检测相互作用。

  针对体外转录部分,近岸蛋白提供兼容长链和短链RNA转录试剂盒(目录号:E332/E131),20μl转录体系可得到100~200μg左右的RNA用于RNA探针制备。针对Western Blot部分,近岸蛋白提供即用型蛋白marker(目录号:PM001,14~120kDa)及彩虹预染型蛋白marker(目录号:PM008,10~180kDa)。

  02 已知蛋白质,寻找与之相互作用的RNA,例如RIP、CLIP RIP 技术基于免疫沉淀技术,利用目标蛋白抗体,把相应的RNA-蛋白复合物沉淀下来,经过分离纯化,获得结合在复合物上的RNA,最后通过高通量测序方法获得RNA序列信息。

  与RIP类似,CLIP技术的原理是基于RNA与RNA结合蛋白会在紫外照射下会发生共价结合,然后再用RNA结合蛋白的特异性抗体将RNA-蛋白复合物沉淀之后,回收RNA片段,最后进行高通量测序分析序列信息。

  针对高通量测序,近岸蛋白提供cDNA第一链/第二链合成试剂盒(目录号:E047/N422),基于转座酶打断系统NGS建库试剂盒(目录号:N231/N234)及传统打断酶法连接建库试剂盒(目录号:N256)。

  RNA水平的研究还有多种技术,例如cDNA文库构建、转录组分析等等,作为中心法则的中间环节,RNA对基因及蛋白质的调控起着关键作用。对RNA的研究有助于发现关联疾病的发病机制,帮助设计更有效的药物。

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