RNA interference và ứng dụng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG

BÀI THUYẾT TRÌNH
RNA INTERFERENCE VÀ ỨNG DỤNG
CHUN NGÀNH CƠNG NGHỆ SINH HỌC
TRẦN THỊ HỒI THU
Sunday, July 09, 2023


NỘI DUNG TRÌNH BÀY

Tổng quan RNAi

Cơ chế RNAi

Ứng dụng RNAi

-

- Thành phần tham
gia
- Cơ chế

- Trong Y Tế
- Trong Nông
nghiệp

GiớI thiệu
Chức năng
Lịch sử nghiên cứu

Ý nghĩa

KHOA SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HOÀI THU

2


01
Tổng quan RNAi

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


1. TỔNG QUAN RNAI
Chức năng của RNA

tRNA
Vận chuyển aa tương ứng
tới ribôxôm (nơi tổng hợp
protein)

rRNA
Thành phần cấu tạo nên
ribôxôm

mRNA
truyền đạt thông tin di truyền
từ ADN (gen cấu trúc) tới

ribôxôm.

RNA interference
Điều hồ biểu hiện gene
của RNA

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HOÀI THU


1. TỔNG QUAN RNAI
Giới thiệu "RNA can thiệp" (RNAi- RNA interference)
RNAi: small RNA kích thước
19-25 Nu, có khả năng tham
gia vào phiên mã và dịch mã,
giúp kiểm soát gene đang hoạt
động

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


1. TỔNG QUAN RNAI
Chức năng của RNAi

 Điều hoà biểu hiện gen

 Bảo vệ tế bào chống lại gen ký
sinh, virus và các yếu tố gene
nhảy (Transposon)

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


1. TỔNG QUAN RNAI
Lịch sử nghiên cứu

Năm 2006

Tuschl và cộng sự
Lần đầu tiên RNAi được mô tả
trong các tế bào động vật có vú

Năm 2001

Richard Cathew
Fire
Giải thích được điều nghịch
lý này bằng những thí
nghiệm trên tuyến trùng C.
elegans..

Năm 2000

Năm 1998

Guo và Kemphues
Năm 1995

Cogoni và cộng sự

Thí nghiệm tăng màu cam
của nấm Neurospor crassa.

1984

phát hiện hiện tượng RNAi trên
loài ruồi giấm ProSophila

Năm1994

Đầu những năm 1990

bằng chứng đầu tiên trên tuyến
trùng Caenorhabditis elegans rằng:
Phân tử RNA chiều thuận (sense
RNA) cũng gây ra sự ức chế gene.
Napoli và cộng sự, Vander và cộng
sự
công bố kết quả nghiên cứu
trên các tạp chí quốc tế.

Pesthea và các cộng sự đã nghiên cứu kỹ thuật Antiense-RNA trên vi khuẩn Escherichia Coli

KHOA SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HOÀI THU


1. TỔNG QUAN RNAI

Ý NGHĨA VIỆC PHÁT HIỆN RNAI

Chống lại sự
nhiễm virus

Bảo đảm ổn
định hệ gen

Như cơ chế
kiểm sốt
q trình
tổng hợp
protein và
điều khiển
sự phát triển

Cống hiến
một phương
pháp mới để
kiềm chế
gen chuyên
biệt

Đề xuất một
giải pháp
hiệu quả
trong điều trị
bệnh di
truyền trong
tương lai

KHOA SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG


02
CƠ CHẾ RNAI

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


2. CƠ CHẾ RNAI

KHOA SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HOÀI THU


2. CƠ CHẾ RNAI
Các thành phần tham gia vào quá trình can thiệp RNAi

2 CƠ
CHẾ

siRNA

miRNA
KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG

TRẦN THỊ HOÀI THU

2. CƠ CHẾ RNAI

 siRNA (là RNA can thiệp kích thước nhỏ được tạo ra từ dsRNA)
 dsRNA (double strand RNA – RNA sợi đôi)
+ những đoạn RNA dài mạch kép có trình tự bổ sung với gene đích
(target RNA)
+ 2 đầu dị là 3’OH.

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HOÀI THU


2. CƠ CHẾ RNAI

 Dicer
+ Là một loại enzyme
endonuclease (Ribonuclease
III)
+ chịu trách nhiệm hồn
thiện sợi dsRNA.

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HOÀI THU


2. CƠ CHẾ RNAI

 Phức hệ RISC (RNA –
incluced silencing complex)

+ Phức hệ tắt gene kích ứng
bởi RNA.
+ có chứa enzyme helicase
và một số protein trong đó
quan trọng nhất là protein
thuộc họ Agronaut (liên kết
RNA) hoạt động như một
endonuclea và cắt mRNA.

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


2. CƠ CHẾ RNAI
•

Argo

Chức năng quan trọng của Argo là nhận ra guide strand, tách mạch mRNA đích,
huy động các protein cho việc im lặng gen

KHOA SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HOÀI THU


2. CƠ CHẾ RNAI

 miRNA (RNA ngắn khoảng từ 19 –24 nucleotide, khơng tham gia vào q
trình tổng hợp protein)
 Pri- mRNA (primary- mRNA)

+ chuỗi mRNA nguyên thủy, dài hàng nghìn nu và mang đầu 5’CAP, đi poly A.
+ chứa ít nhất một hay nhiều vịng kẹp tóc (hairpin) mỗi vòng dài khoảng 70
nucleotide.
 Phức hệ RISC
 Hai enzyme cắt

+ Drosha ở trong nhân tế bào
+ Dicer ở ngoài tế bào chất

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


2. CƠ CHẾ RNAI

Hai con đường RNAi

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


2. CƠ CHẾ RNAI
Sự khác nhau giữa miRNA và siRNA
Đặc điểm
Vị trí hình thành

Nguồn gốc

miRNA
Trong nhân và tế bào

chất
Tiền miRNA (Pre-miRNA)
có cấu trúc dạng thân
vịng (stem-loop) hay
dạng kẹp tóc (hairpin)

Chiều dài

19 – 25 nu

Bắt cặp bổ
sung với gen
mục tiêu

Bắt cặp bổ sung khơng
hồn tồn gen mục tiêu

siRNA
Tế bào chất
Từ dsRNA có cấu
trúc là chuỗi xoắn kép
21 – 22 nu
Bắt cặp bổ sung hoàn
toàn với gen mục tiêu

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


2. CƠ CHẾ RNAI

Sự khác nhau giữa miRNA và siRNA

siRNA

miRNA

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU


03
Ứng dụng RNAi

KHOA SINH HỌC VÀ MƠI TRƯỜNG
TRẦN THỊ HỒI THU