近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
生物技術(shù)研究所王磊研究員申請(qǐng)的專利“表達(dá)發(fā)卡RNA的DNA分子及其構(gòu)建方法和應(yīng)用”獲歐盟發(fā)明專利授權(quán)。該發(fā)明專利為構(gòu)建大規(guī)模的RNA干擾（RNAi）文庫(kù)進(jìn)而創(chuàng)制RNAi突變體庫(kù)提供了新的方法體系，為功能基因組學(xué)研究以及重要功能基因的挖掘奠定了基礎(chǔ)。
RNA是單鏈線形分子，只有局部區(qū)域?yàn)殡p鏈結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)是由于RNA單鏈分子通過(guò)自身回折使得互補(bǔ)的堿基對(duì)相遇，形成氫鍵結(jié)合而成的，稱為發(fā)卡結(jié)構(gòu)。發(fā)卡RNA 是一種具有發(fā)卡結(jié)構(gòu)的RNA，包括一個(gè)由雙鏈RNA構(gòu)成的莖（stem），中間由一個(gè)環(huán)（loop）序列分隔，其中的莖可以被DCL類酶（一種核糖核酸內(nèi)切酶）加工成干擾小RNA（siRNA），siRNA使細(xì)胞中與其同源的mRNA發(fā)生降解而導(dǎo)致基因沉默，也就是常說(shuō)的RNA干擾（RNAi）。目前RNAi技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為遺傳分析強(qiáng)有力的工具,在基因功能分析鑒定方面發(fā)揮越來(lái)越大的作用。構(gòu)建大規(guī)模的RNAi文庫(kù)進(jìn)而創(chuàng)制RNAi突變體庫(kù)是功能基因組學(xué)研究和重要基因挖掘的重要手段之一, 因此如何利用既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又高效的方法構(gòu)建特定物種的RNAi文庫(kù)就成為關(guān)鍵問(wèn)題。
為了解決這一難題，科研人員對(duì)發(fā)卡RNA的構(gòu)建方法進(jìn)行了深入研究，采用了創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)方案，解決了構(gòu)建過(guò)程中的兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題。首先是經(jīng)過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)把雙鏈的目的基因連接為封閉的單鏈環(huán)狀DNA；其次是創(chuàng)造性地采用滾環(huán)復(fù)制的方法對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)增，在擴(kuò)增DNA的同時(shí)直接合成具有反向重復(fù)結(jié)構(gòu)的雙鏈DNA，創(chuàng)建了一種高效的滾環(huán)復(fù)制介導(dǎo)的發(fā)卡RNA構(gòu)建系統(tǒng)(Rolling circle amplification-Mediated Hairpin RNA, RMHR)。
近年來(lái)，王磊研究員課題組在小RNA研究方面取得多項(xiàng)成果，利用RMHR系統(tǒng)，已成功地把擬南芥和水稻的cDNA文庫(kù)轉(zhuǎn)變成了發(fā)卡RNA文庫(kù)(lhRNA library)，并獲得了大量的擬南芥和水稻突變體材料，為功能基因組的研究提供了一個(gè)新型高效的研究體系和技術(shù)平臺(tái)。（通訊員 崔艷）
