In vitro
A.. 化学合成法
B、体外转录
C、酶切长链dsRNA
In vivo
D、载体表达siRNA
E、PCR合成siRNA表达元件
A. 化学合成法
1.方法简单、快速,需要时间短;获得的siRNA纯度高
2.适用于短期体外实验研究,尤其适用于需要单一siRNA序列的研究
3.siRNA可进行标记
4.需要进行大规模的筛选来确定单一的siRNA序列
5.不适用于长期研究
6.不适用于siRNA序列的筛选
siRNA序列设计注意事项
1.选择以AA开头的19-21nt长的序列
2.靶定序列从起始密码子下游75-100个nt处开始,到终止密码子上游75-100nt处结束
3.选择 2-4个靶定序列,以筛选特异性最好的进行实验
4.选择的序列中 GC含量在 30-70%,最好在50%左右,在一排序列中避免出现3 个以上G。
5.若需要发卡结构,发卡部分长度一般为6-9nt,有文献报道9nt效果较好.
6.最后,选择的DNA 片段经BLAST 查询,应与其它人类基因无同源性
7.设定适当的对照
设置适当的siRNA对照
1) 与靶定siRNA有相同的碱基组成,但排列完全不同,且不与其它基因由同源性
AGCCTTAGCTTAAGTCCTAG SN(G4,C5,A5,T6)
ATTCGTGCTCAATGCAATCG NSN(G4,C5,A5,T6)
2)1-2碱基错配的 siRNA对照 (1-2nt)
AGCCTTAGCTTAAGTCCTAG
AGCCTTAGTTTAAATCCTAG T 和 A错配
siRNA序列设计
根据文献报道,使用确定的siRNA序列
许多网站提供siRNA设计软件,只需输入靶定基因序列,即可提供候选siRNA序列;比如Ambion公司,武汉晶赛
B、体外转录合成短的siRNA
1.T7 RNA 聚和酶体外转录DNA,直接产生小片断的siRNA,
2.快速、灵活,适用于siRNA序列的筛选以及化学合成siRNA价格昂贵时
3.siRNA可进行标记
4.可重复性差,不适用于长期研究和需要大量单一siRNA序列的研究
( 使用 T7 RNA 聚合酶需要转录的RNA前两个核苷酸为GG or GA 以保证高的合成效率 (Milligan 1987). 在siRNA的5‘ 需要是GG or GA 序列,同时在3’端又需要有两个UU ;这就极大的减少了可能的siRNA的靶位点 这些限制了体外转录作为产生siRNAs稳定的方式)
(体外合成一段目的基因的寡核苷酸(有义链和反义链),其3‘端含有8个碱基与T7启动子序列互补;将T7启动子与模板混合,Klenow酶补平,使用T7RNA酶进行转录。杂交,消化、纯化 )
C、 使用Dicer酶切长片断dsRNA产生siRNA
1.使用T7RNA聚和酶体外转录,产生长片断的dsRNA,然后使用Dicer酶消化,产生短的siRNA
2.产生的为siRNA的混合物,因此沉默效果较好
3.该方法方便、简单、需要时间短,容易操作适用于快速而便宜的表型功能缺失研究
4.可对产生的siRNA进行标记
5.不适用于长期研究和需要确定的单一siRNA的研究
6.可能产生非特异性的基因沉默
D1、质粒载体合成siRNA(非病毒)
首先合成具有发卡结构的DNA,构建到含有U6 或者H1 启动子的质粒中,质粒转入细胞,在启动子操纵下转录生成siRNA;
该方法可在胞内持续产生siRNA,适用于长期研究;
价格较贵,构建过程相对复杂,只适用于体外研究
D2、病毒载体合成siRNA
1.siRNA在病毒骨架上进行转录,适用于原代细胞、可进行体内和体外实验;有可能进行稳定转染
2.使用腺病毒载体:可进行体内实验,转染效率高
3.使用逆转录病毒载体:可进行整合,导致稳定转染
4.构建过程复杂,成功率相对较低,而且具有安全隐患
E、PCR方法构建siRNA表达元件(SEC)
1.PCR方法构建含有特定启动子和终止子以及靶定DNA序列的表达元件
2.转染到胞内后,在启动子操纵下,siRNA表达
3.方法简单,无需构建载体;
4.适用于siRNA序列筛选,及载体克隆前启动子的筛选
5.不适用于长期研究
常用的发卡结构中Loop环的长度和序列
| 化学合成 | 体外转录 | 核糖核酸酶消化dsRNA | siRNA表达载体 | PCR表达元件 | |
| 需要条件 | 21-mer RNA片断 | 29-mer DNA 片断 | 转录模板 (200-800 bp侧翼含有T7 启动子) | 55-60-mer DNA 片断 |
~50-mer DNA 片断 |
| 需要的时间 | 4天-2周 | 24 小时加上DNA 准备时间 | 1天加上转录模板准备时间 |
5天加上DNA 准备时间 | ~ 6小时加上DNA准备时间 |
| 工作量 | 少或无 | 中等 | 中等 | 高 | 中等 |
| 是否需要检测优化 siRNA 序列 | 需要 | 需要 | 需要 | 不需要 | 需要 |
| 可否进行标记(以分析转染效率和显微镜定位 | 可以 | 可以 | 可以 | 不可以 | 不可以 |
| 转染的容易程度 | 好 | 好 | 好 | 很容易 | 很容易 |
| 可否筛选(即抗生素筛选) | 不可以 | 不可以 | 不可以 | 可以 | 不可以 |
| 可否用于长期研究 | 不 | 不 | 不 | 带有选择性标志则可以 | 不 |
| 能否大规模合成 | 可以 | 受限 | 受限 | 可以 | 受限 |
| 能否检测群体的转染效率 | 不 | 不 | 不 | 可以 | 不 |
| 每个基因需要的费用(不包括劳力) | 高 | 中等 | 低 | 中等 | 中等 |
