RNA-interferens

Enzymet dicer beskærer dobbeltstrenget RNA til siRNA eller miRNA. Disse behandlede RNA'er inkorporeres i det såkaldte RNA-induced silencing complex (RISC), som retter sig mod mRNA for at forhindre translation.

RNA-interferens (RNAi) er en mekanisme, der hæmmer genudtrykkelse på translationsstadiet eller ved at hindre transkriptionen af specifikke gener. RNAi-mål inkluderer RNA fra virus og transposons (vigtigt for nogle former af det uspecifikke immunforsvar), og spiller også en rolle i reguleringen af udvikling samt vedligeholdelse af genomet. SiRNA-strenge er er nøglen til RNAi-processen og har en nukleotidsekvens, der er komplementær til den RNA-streng, der sigtes mod. Specifik RNAi-proteiner ledes af siRNA til den givnemRNA, hvor de kløver målet ved at nedbryde det til mindre portioner, der ikke længere kan translateres til protein. En type af RNA transkriberet fra genomet, miRNA, arbejder på samme måde.

RNAi-vejen påbegyndes af enzymet dicer, som beskærer lange dsRNA-molekyler til korte fragmenter på 20–25 basepar. En af de to strenge af hvert fragment, kaldet guidestrengen, inkorporeres dernæst i det såkaldte RNA-induced silencing complex (RISC) og danner par med komplementære sekvenser. Det mest velundersøgte udfald af denne genkendelse er post-transcriptional gene silencing. Dette forekommer når guidestrengen specifikt parer med et mRNA-molekyle og inducerer kløvning af argonaute, den katalytiske komponent i RISC-komplekset. Et andet udfald er epigenetiske ændringer i et gen – histonemodifikation og DNA-methylering – der påvirker graden af transkriberet gen.

Den selektive og robuste effekt af RNAi på genudtrykket gør det til et værdifuldt værktøj i forskning – både i cellekulturer og i levende organismer fordi syntetisk dsRNA introduceret i celler kan inducere undertrykkelse af specifikke gener af interesse. RNAi kan også bruges i storskalascreeninger, der systematisk slukker for hvert gen i en celle, hvilket kan hjælpe med at identificere de komponenter, der er nødvendige for en bestemt cellulær proces eller en begivenhed som for eksempel celledeling. Udnyttelsen af denne vej er også et lovende værktøj i bioteknologi og medicin.

Historisk var RNA-interferens kendt under andre navne, inklussiv post transcriptional gene silencing og quelling. Kun efter disse tilsyneladende ubeslægtede processer var fulgt forståede, blev det klart, at de alle beskrev RNAi-fænomenet. RNAi har også været sammenblandet med antisenseundertrykkelse af genudtryk, hvilket ikke agerer katalytisk for at degradere mRNA, men i stedet involverer enkeltstrenget RNA-fragmenter, der fysisk binder til mRNA og blokerer translation. I 2006 delte Andrew Fire og Craig C. Mello Nobelprisen i fysiologi eller medicin for deres arbejde med RNA-interferens i nematoden C. elegans, som de publiserede i 1998.