研究解析RNAi对染色质影响效应

近日来自美国斯坦福大学医学院的研究人员在新研究中解析了RNAi对染色质的影响效应及作用机制，这一研究成果发表在国际知名学术期刊《自然—遗传学》（Nature genetics）杂志上。
文章的通讯作者是美国著名遗传学和分子生物学家、2006年诺贝尔生理学或医学奖得主Andrew Fire教授。1998年Andrew Z Fire和马萨诸塞大学癌症中心的Craig Mello 首次将双链dsRNA 注入线虫，结果诱发了比正义链和反义链的单独注射都要强的基因沉默。他们将这种现象称为RNA干扰作用（RNAi）。在随后的短短一年中，RNAi现象被广泛地发现于真菌、拟南芥、水螅、涡虫、锥虫、斑马鱼等大多数真核生物中，对于动植物抵抗外源病毒、生长发育调控方面起着重要的作用，至此掀起了广泛开展RNAi研究的热潮。
RNA 干扰（RNA interference，RNAi）是指通过反义RNA与正链RNA形成双链RNA特异性抑制靶基因的转录后表达的现象，它通过人为地引入与内源性靶基因具有相同序列的双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA），诱导内源靶基因的mRNA降解，改变染色质的结构，达到关闭相应序列基因表达或使其沉默的目的。
在这篇文章中，研究人员以线虫作为模式动物对dsRNA靶向改变染色质的效应，以及RNAi 机器（RNAi machinery）中的重要组成蛋白质因子展开了研究。利用高分辨率全基因组染色质分析（chromatin profiling）技术，研究人员发现了几组RNAi诱导启动子区富集H3K9me3的基因，并鉴别出了线虫基因组中2万个基因的靶向位点。遗传学分析结果表明在RNAi过程中负责次级siRNA（secondary siRNA）产生的因子对靶向染色质起至关重要的作用。时空分析（Temporal analysis）揭示dsRNA触发一次H3K9me3修饰，可在缺乏dsRNA的情况下连续保存至少两代。
上述结果表明在线虫中dsRNA引起的染色质改变是一个受到严格程序控制的位点特异性反应，并可多代维持一种相对稳定的状态。这些研究发现为推动深入地了解RNAi在细胞过程的作用及分子机制具有重要的意义。