RNA-interferenssi

RNA-interferenssi (lyhenne RNAi) on solubiologiassa tunnettu mekanismi, joka hiljentää tietyn geenin ilmenemisen eliön ilmiasussa (geeniekspressio). Tutkimuksissa on havaittu, että geenin sekvenssiä vastaava, lyhyt synteettinen kaksijuosteinen RNA voi laukaista geenin lähetti-RNA:n pilkkoutuminen, joten geenin ilmeneminen keskeytyy. Ilmiö on luonnollinen ja perustuu todennäköisesti aitotumallisten eliöiden suojautumiseen ulkopuolisilta taudinaiheuttajilta, dsRNA-viruksilta, ja geeniekspression hallitsemiseen.

Ilmiö huomattiin vuonna 1998. Vuonna 2002 Science-lehti valitsi RNA:n hiljentämisen vuoden läpimurroksi, ja jotkut tutkijat uskovat sen olevan suurin edistys terveydenhuollossa sitten antibioottien keksimisen, mikäli ilmiötä osataan tulevaisuudessa kohdentaa tarkoin säätelemään ihmisten geenejä. Vuoden 2006 lääketieteen Nobel-palkinto annettiin kahdelle tutkijalle, Andrew Firelle ja Craig Mellolle, jotka löysivät kokeissaan RNA-interferenssiksi kutsutun mekanismin.

Geenin hiljentäminen

dsRNA:han sitoutuu RNAasi III:a muistuttava entsyymi, joka pilkkoo dsRNA:n 20-25 emäsparin pituisiksi osasiksi, siRNA:ksi. Osat muodostavat kompleksin nimeltä RISC (RNA-induced silencing complex eli RNA:n indusoima vaimentamiskompleksi) muiden proteiinien kanssa. Juosteet eroavat toisistaan kompleksissa ja RISC aktivoituu. Aktivoituneen RISC:n sisältämä ssRNA pariutuu kohdegeenin mRNA:n kanssa. Syntynyt kaksinauhainen mRNA pilkotaan ja geenin ilmentäminen estyy.

Noin 21-25 nukleotidia pitkä, 1-säikeinen miRNA (micro RNA) hiljentää myös geenin. Se poikkeaa siRNA:sta mm. seuraavin osin:

• miRNA sisältää muutaman emäksen, jotka eivät kykene pariutumaan mRNA:n kanssa
• miRNA ei hajota mRNA:ta, vaan estää sen translaatiota proteiiniksi sitoutumalla siihen epätäydellisesti (katso ylle)
• miRNA on solun omia RNA-molekyylejä (siRNA on peräisin esimerkiksi viruksesta)

Geenin knockdown

RNAi:ta on käytetty tutkimaan geenien toimintaa malliorganismeissa. Geenin dsRNA:ta on siirretty soluun tai organismiin, missä se yleensä RNAi:n avulla aiheuttaa koodattavan proteiinin tuoton vähenemistä. Tällä tavallaa voidaan tutkia proteiinin roolia ja toimintaa. Koska RNAi ei kuitenkaan täysin poista geenin ekspressiota, tekniikkaa kutsutaan 'knockdowniksi' erotukseksi 'knockoutista', joka on menetelmä, jossa geenin ekspressio on estetty poistamalla tai tuhoamalla geenin DNA-sekvenssi.

Aiheesta muualla

• HS: RNA:n häirintä hiljentää geenit
• NOVA scienceNOW explains RNAi
• Gene genius: Are scientists closing in on the holy grail?