發(fā)現(xiàn)dsRNA能夠?qū)е禄虺聊木€索來(lái)源于線蟲(chóng)Caenorhabditis elegans的研究。 lang=EN-US>1995年,康乃爾大學(xué)的Su Guo博士和 lang=EN-US>Kemphues在試圖阻斷秀麗新小桿線蟲(chóng)(C. elegans)中的par-1基因時(shí),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到的現(xiàn)象。她們本是利用反義rna技術(shù)特異性地阻斷上述基因的表達(dá),而同時(shí)在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中給線蟲(chóng)注射正義RNA(sense RNA)以期觀察到基因表達(dá)的增強(qiáng)。但得到的結(jié)果是二者都同樣地切斷了par-1基因的表達(dá)途徑。這是與傳統(tǒng)上對(duì)反義RNA技術(shù)的解釋正好相反的。該研究小組一直沒(méi)能給這個(gè)意外以合理解釋。
這個(gè)奇怪的現(xiàn)象直到3年后才被解開(kāi)。1998年2月,華盛頓卡耐基研究院的Andrew Fire和馬薩諸塞大學(xué)癌癥中心的Craig Mello才揭開(kāi)這個(gè)懸疑之謎。通過(guò)大量艱苦的工作,他們證實(shí),Su Guo博士遇到的正義RNA抑制基因表達(dá)的現(xiàn)象,以及過(guò)去的反義RNA技術(shù)對(duì)基因表達(dá)的阻斷,都是由于體外轉(zhuǎn)錄所得RNA中污染了微量雙鏈RNA而引起。當(dāng)他們將體外轉(zhuǎn)錄得到的單鏈RNA純化后注射線蟲(chóng)時(shí)發(fā)現(xiàn),基因抑制效應(yīng)變得十分微弱,而經(jīng)過(guò)純化的雙鏈RNA卻正好相反,能夠特異性阻斷相應(yīng)基因的表達(dá)。實(shí)際上每個(gè)細(xì)胞只要很少幾個(gè)分子的雙鏈RNA已經(jīng)足夠*阻斷同源基因的表達(dá)。后來(lái)的實(shí)驗(yàn)表明在線蟲(chóng)中注入雙鏈RNA不單可以阻斷整個(gè)線蟲(chóng)的同源基因表達(dá),還會(huì)導(dǎo)致其*代子代的同源基因沉默,該小組將這一現(xiàn)象稱為RNA干擾(RNA interference ,簡(jiǎn)稱RNAi)。
RNAi潛在的作用促使Fire和Timmons 繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。他們將一種能夠表達(dá)與+ C. elegans unc-22基因同源的雙鏈RNA的基因工程細(xì)菌喂食線蟲(chóng),結(jié)果線蟲(chóng)表現(xiàn)出類似unc-22缺陷的表型。后繼的實(shí)驗(yàn)表明將線蟲(chóng)浸入雙鏈RNA中同樣可以誘導(dǎo)基因沉默——這種技術(shù)使得大規(guī)模篩選線蟲(chóng)R NA i 誘導(dǎo)的功能缺失突變體成為可能,并引發(fā)后繼的大量針對(duì)這種模式生物基因敲除的研究。
在隨后的短短一年內(nèi),RNAi現(xiàn)象又陸續(xù)在果蠅,錐體蟲(chóng),真菌,渦蟲(chóng),植物及斑馬魚(yú)等真核生物的研究中被發(fā)現(xiàn),這種情況揭示了RNAi現(xiàn)象很可能出現(xiàn)于生命進(jìn)化的早期階段。在RNAi的機(jī)制被真正認(rèn)識(shí)之前,自然存在的RNAi現(xiàn)象曾在這些生物體中被分別描述為:
1)真菌種屬中脈孢菌的“”(qelling)作用。
2)植物中的轉(zhuǎn)錄后基因沉默(posttranscriptional gene silencing, PTCS)和基因共同抑制(co-suppression),以及RNA介導(dǎo)的抗病毒作用。這是一種針對(duì)頻繁出現(xiàn)的病毒感染的保護(hù)機(jī)制。
3)動(dòng)物中包括水螅、渦蟲(chóng)、果蠅和線蟲(chóng)中的RNAi現(xiàn)象,具有抑制轉(zhuǎn)座子擴(kuò)散的功能。
4)脊椎動(dòng)物中斑馬魚(yú)和小鼠的RNAi現(xiàn)象。
由于這些現(xiàn)象中存在共同的作用媒介siRNA,以及不同種屬生物中參與基因的同源性,研究者認(rèn)為以上種種沉默現(xiàn)象都基于相同的核心機(jī)制,而保護(hù)性對(duì)抗病毒和轉(zhuǎn)座子可能是RNAi途徑的核心功能