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基因沉默技術研究介紹|基因沉默簡介|基因沉默應用

? ???基因沉默（gene?silencing）是指生物體中特定基因由于種種原因不表達。一方面，基因沉默是遺傳修飾生物（genetically?modified?organisms）實用化和商品化的巨大障礙，另一方面，基因沉默是植物抗病毒的一個本能反應，為用抗病毒基因植物工程育種提供了具有較大潛在實用價值的策略——RNA介導的病毒抗性（RNA-mediated?virus?resistance,RMVR）。?

????轉基因植物和轉基因動物中往往會遇到這樣的情況，外源基因存在于生物體內，并未丟失或損傷，但該基因不表達或表達量極低，這種現象稱為基因沉默。?

?????轉基因沉默分為轉錄水平的沉默（TGS）和轉錄后水平的基因沉默（PTGS）。TGS是指轉基因在細胞核內RNA合成受到了阻止導致基因沉默，PTGS是指轉基因在細胞核中能夠穩定的轉錄，但在細胞質中無對應的mRNA存在。

????基因沉寂（Gene?Silencing)?也可以被稱為“基因沉默”?；虺良攀钦婧松锛毎虮磉_調節的一種重要手段。在染色體水平，基因沉寂實際上是形成以染色質（Heterochromatin)的過程，被沉寂的基因區段呈高濃縮狀態。

????基因沉默需要經歷不同的反應過程才能實現，包括組蛋白N端結構域的賴氨酸殘基的去乙酰基化加工、甲基化修飾（由甲基轉移酶催化，修飾可以是一價、二價和三價甲基化修飾，后者又被稱為'過度’甲基化修飾（Hypermethylation)?)?、以及和甲基化修飾的組蛋白結合的蛋白質（MBP）形成“異染色質”，在基因沉默上述過程中，除了部分組蛋白的N端尾部結構域需要去乙酰化、甲基化修飾之外，有時也許要在其他的組蛋白N端尾部結構域的賴氨酸或精氨酸殘基上相應地進行乙?；揎?，盡管各種修飾的最終結果會導致相應區段的基因“沉寂”失去轉錄活性。這個“原則”就是目前尚沒有真正完全清楚的“組蛋白密碼”（Histone?Code)。能夠與甲基化組蛋白結合的蛋白質有sir1/2/3/4，這是一組被稱為"Silencing?Informative?Repressor"的蛋白，其中，Sir2就是上文中的“去乙?；泵?，而Sir1/3/4則負責與甲基化修飾的組蛋白結合"沉默”相應的染色質為異染色質。

????此外，基因沉默也和DNA的甲基化修飾有關，比如在真核生物基因組中的許多基因的5‘端分布有長約1KB(?千堿基對）的“CpG"島序列（CpG?island),其中的“C"芳香環5位可被甲基化修飾，之后，與甲基化修飾的DNA結合蛋白形成“沉默"區段，使其下游基因不能表達；另外，非編碼的RNA分子（non-coding?RNA)也參與“基因沉默”過程。這一類型常見于含有重復DNA序列的染色質區，如著絲粒部位的基因沉寂就需要非編碼RNA分子的參與。簡言之，基因沉寂或者基因沉默是涉及組蛋白甲基化、去乙酰化、乙?；珼NA的甲基化修飾，甲基化修飾組蛋白結合蛋白Sir2/3/4，甲基化DNA結合蛋白，非編碼RNA等等在內的一系列復雜組分的生理反應過程?；虺聊瑢е孪鄳獏^段內的遺傳信息不能被轉錄。?

基因沉默包括發生在染色體DNA水平上的位置沉默，轉錄水平上的轉錄沉默以及轉錄后水平的共抑沉默。?

????基因沉默現象首先在轉基因植物中發現，接著和線蟲、真菌、昆蟲、原生動物以及才鼠中陸續發現。大量的研究表明，環境因子、發育因子、DNA修飾、組蛋白乙?；潭取⒒蚩截悢?、位置效應、生物的保護性限制修飾以及基因的過度轉錄等都與基因沉默有關。

????基因沉默是基因表達調控的一種重要方式，是生物體在基因調控水平上的一種自我保護機制，在外源DNA侵入、病毒侵染和DNA轉座、重排中有普遍性。

???對基因沉默進行深入研究，可幫助人們進一步揭示生物體基因遺傳表達調控的本質，在基因克服基因沉默現象，從而使外源基因能更好的按照人們的需要進行有效表達；利用基因沉默在基因治療中有效抑制有害基因的表達，達到治療疾病的目的，所以研究基因沉默具有極其重要的理論和實踐意義。?

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