siRNA和shRNA的区别

刚接触RNA干扰的新手有可能不清楚siRNA和shRNA的区别和适用情况，即使看了文献，可能也是知其然不知其所以然，今天就来聊聊两者的区别，帮助大家在实验中选择更合适的干扰工具。介绍siRNA和shRNA之前先了解一下RNA干扰技术吧。

 

什么是RNA干扰

RNA干扰（RNAi）是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，该过程通过双链RNA（dsRNA）使得目标基因相应的mRNA选择性失活来实现的。RNA干扰由转运到细胞细胞质中的双链RNA激活。沉默机制可导致由小干扰RNA（siRNA）或短发夹RNA（shRNA）诱导实现靶mRNA的降解，或者通过小RNA（miRNA）诱导特定mRNA翻译的抑制。

siRNA和shRNA虽然都可用于基因干扰，但作用机制不完全相同，接下来详细讲讲两者的作用机制。

 

 

图1 siRNA与shRNA的结构[1]

（A）siRNAs是双链RNA，在3‘端有两个碱基的游离。（B）shRNA由正义链和反义链通过环状序列隔开共同组成。（C）shRNA 构建用于插入表达载体。

 

siRNA作用机制

siRNA是直接化学合成的双链小干扰RNA，通常在细胞质中聚集。siRNA片段进入细胞后与RISC结合，RISC由Argonaute-2（Ago-2）、Dicer和TAR-RNA-结合蛋白（TRBP）组成。然后RNA的两条链分开，其中一条链从复合物上分离。5'端双链稳定性最低的那条链被选择出来，稳定性较高的并入沉默复合物中。

 

shRNA作用机制

shRNA通常需要借助细菌或病毒载体导入靶细胞的细胞核内，在某些情况下，载体可以稳定地整合到基因组中。根据驱动表达的启动子的不同，shRNA可被RNA聚合酶II或者III催化转录。在被Exportin-5转运到细胞质之前，这些初始的前体结构需要首先用Drosha及其双链RNA结合伴侣DGCR8加工形成pre-shRNA。pre-shRNA随后被Dicer和TRBP/PACT酶切，去除发卡结构，产生在两个3‘末端带有两个游离碱基的21-23nt的双链siRNA。随后，有活性的siRNA被整合到沉默复合物上，这一过程与siRNA作用机制相同。

 

 

图2 RNAi介导的基因沉默机制[1]

 

siRNA和shRNA的区别

简而言之，siRNA 是化学合成的小干扰 RNA，而 shRNA 是克隆构建所得，具有茎环结构。

siRNA 是直接合成针对靶基因的 siRNA，通过转染的方法使之进入细胞内，参与到 RNAi 途径，发挥使靶基因沉默的效应。

shRNA 是构建的 shRNA 质粒表达载体或者是病毒载体病毒包装后，通过直接转染或者感染，利用细胞内的 Dicer 酶，生成相应的 siRNA，发挥 RNAi 作用。

下表列举了两者在稳定性、作用时间和转染方式的区别，可根据实验目的选择合适的干扰工具。

若有RNA转染试剂的需求或RNAi干扰实验方面有疑问，欢迎咨询汉恒生物！

 

参考文献

[1]EP O’Keefe. siRNAs and shRNAs: Tools for Protein Knockdown by Gene Silencing[J]. Materials & Methods, 2018, 3.