lncrna是一类长度>200nt的非编码rna,以前被认为是“转录噪声”。现在人们普遍认为,其中一些lncrna在基因表达中具有多种调节作用,可以作为形成核组织的结构成分,甚至可以作为其他rna或蛋白质的诱饵实现基因调控。虽然数以万计的lncRNA转录本已经通过高通量测序发现,但大多数lncRNA的生物学功能都未知。为了更好的研究LncRAN的功能,过表达,敲低,敲除等表达调控策略为其研究的常用技术。本文主要阐述如何高效的敲低LncRNA。LncRNA敲低常用的策略有三 种,分别是RNA干扰(RNAi)、CRISPR-Cas系统基因组编辑和反义寡核苷酸。
为了更高效的进行LncRNA敲低,不同LncRNA需要采用不同的策略。首先需要确定LncRNA的定位,因为大部分LncRNA位于细胞核中,亚细胞定位一般通过FISH实验或lncLocator2,lncATLAS等数据库进行预测。 其次是通过LncRNA和基因组分析,LncRNA属于基因间LncRNA,内含子LncRNA,正义LncRNA和反义LncRNA中的那种类型。

方法1:通过RNAi进行LncRNA的敲低
RNAi是基因敲低调控中最长用的工具,但是因为RNAi介导的RNA降解主要发生在细胞质中,因此当LncRNA定位于细胞质中时优先选择RNAi的方法。因此该方法主要用于定位于细胞质中的lncRNAs。
方法二:CRISPR/Cas系统用于LncRNA的敲除和敲低
CRISPR/Cas9主要通过NHEJ产生小的indel造成移码突变,使mRNA翻译被破坏,敲除目的基因。但是LncRNA不存在ORF开放阅读框,无法通过单靶点有效敲除LncRNA,只能通过双靶点(dual-sgRNA)进行大片段基因敲除,通过单克隆筛选大片段敲除纯合克隆,成功实现LncRNA的敲除。但是如果LncRNA属于基因间LncRNA,大片段敲除会同时敲除其他基因,不能采用此方法。
Cas13家族的Cas13a, Cas13b和Cas13d均被证实可以在哺乳动物细胞系中RNA靶向切割,从而实现基因沉默。其中Cas13d家族蛋白CasRx因为体积小,效率高,脱靶率低等被用于RNA的靶向沉默,可以通过慢病毒实现细胞水平LncRNA靶向沉默,也可通过AAV病毒实现体内LncRNA的靶向沉默。
CRISPR干扰(CRISPRi)的不断成熟和简便,通过CRISPRi技术可以有效的对LncRNA进行敲低,包括可以通过文库构建适用与哺乳动物细胞的大规模遗传筛选。
方法三: 反义寡核苷酸(ASO,Antisense Oligonucleotide )
反义寡核苷酸通常被称为Gapmers,是合成的和嵌合的单链寡核苷酸,通过招募和激活内切酶RNase H结合并切割互补RNA, gapmers通常包含一个中心DNA部分,两侧是修饰的寡核苷酸,如2’- o -甲基RNA (2’OMe),并锁定DNA-RNA,复合物被RNase H识别,并激活RNase H,进行切割。由于RNase H在细胞核中最为丰富,因此通过反义寡核苷酸策略可有效敲低细胞核中的LncRNA。有研究表明ASO认为ASO更容易入核,适合核内RNA干扰,示,针对主要位于核内的MALAT1,ASO有着较好的抑制效果胞质LncRNA效果比较差。

总之,对于LncRNA的下调,根据LncRNA基因定位和在基因组的分布,不同的LncRNA选择不同的操作工具可以达到事半功倍的效果。基恩科生物提供多种载体和病毒方案,供您构建LncRNA下调细胞模型。
