原核生物的RNA沉默系统

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RNA沉默（RNA-Silencing  System）被认为是一种发生在植物（转录后基因沉默或共抑制）、动物（RNA干扰）和真菌（消除作用）等真核生物细胞中的一种对外源遗传因子（转座子、转基因或病毒）的特异性和高效率的降解机制，但并没有在原核生物中被发现过，然而近期来自美国国家卫生研究院（National  Institutes  of  Health，NIH）的由Eugene  Koonin领导的研究小组利用生物信息学的方法预言了一种存在于原核生物里，类似于真核生物RNA干扰系统（RNA-  interference  system）的RNA沉默机制。这一研究成果公布在3月的Biology  Direct杂志上。

      RNA沉默这一概念还未被单独拿出来研究之前是在不同生物中分别发现的：在植物中发现了转录后基因沉默（Posttranscriptional  gene  silencing  ，PTGS)  和共同抑制、植物中RNA介导的病毒抵抗，在动物中第一次是在新小杆线虫属线虫中发现RNA干预，以及真菌及藻中（链孢菌属中的“镇压”）的沉默，这些都是基于同样的核心机制——即共同作用因子（小干预RNA，small  interfering  RNAs  ，siRNAs)与植物、动物、真菌和藻中这种基因之间的同源性。之后科学家将其归总起来认为都是RNA沉默的一种，但至今未有研究人员在原核生物中确认发现RNA沉默现象。

      而来自NIH的研究人员从生物信息学的角度第一次提出，一种在古细菌和细菌里发现的串联重复序列——Clustered  Regularly  

      Interspaced  Short  Palindrome  Repeats  (CRISPR）也许与其它CRISPR—associated(cas)蛋白相关的基因家族一起担当着对抗噬菌体和质粒RNA的防御作用。而许多Cas蛋白都包含着在真核生物中与RNA干扰有相同功能的蛋白的结构域，因此研究人员这可能是原核生物的RNA沉默系统。

      这些分析主要来源于对NCBI数据库中古细菌和细菌基因组中CRISPR和cas基因数据的比较，通过比较研究人员发现了许多总是定位于CRISPR簇附近的cas基因，这些基因可能编码一些与RNAi机制相关（比如解旋和切除）的蛋白，包括一个Dicer酶类似物，几个Slicer类似物。但是这些类似物与Dicer，Slicer基因序列并不相似，因此可以说不是同源基因的。

      同时研究人员还发现CRISPR一部分插入片段（inserts）与病毒和质粒基因组相似，由此研究人员分析推测所有的CRISPR  inserts都是来源于病毒或者质粒，但由于大部分还是未知的，因此这种来源性不是那么明显，并且他们还认为这些inserts是通过形成一个双层结构（被Cas蛋白切除后可以降解外来RNA）由沉默的噬菌体或者质粒转录序列得到的。

      这一发现打破了原有的对RNA沉默的概念，虽然还只是生物信息学方面的证实，但是随着研究的深入，很有可能是扩展现有RNA沉默的定义，为研究RNA沉默提供进化上的，整体性的帮助。