siRNAを介した遺伝子サイレンシング：グローバルなゲノムビュー

in vitroでの特定の遺伝子ノックダウンのタスクは、短い干渉RNA（siRNA）を使用することにより促進されており、現在は遺伝子機能の研究や新薬標的の特定と検証に広く使用されています。siRNAを介した遺伝子サイレンシングに続いて遺伝子発現プロファイリングと系統的経路分析により、細胞経路を分析するためにsiRNAを使用する可能性を調査しました。siRNAを使用して、ヒト細胞のRB1遺伝子を排除し、GenMAPPおよびMappfinderソフトウェアを使用した定量的経路分析と組み合わせたマイクロアレイベースの遺伝子発現プロファイリングを使用して、細胞に対するRB1ノックダウンの効果を決定しました。網膜芽細胞腫タンパク質は、E2F転写因子との相互作用を通じてその機能を発揮する重要な細胞周期調節因子の1つです。RB1ノックダウンは、細胞周期、DNAの複製と修復、有糸分裂、およびアポトーシスのG1/SおよびG2/Mの遷移に影響を及ぼし、siRNAを介したRB1の過渡除去が、E2FからのRB1解離を介した細胞周期の制御を模倣することを示しています。さらに、DNA損傷応答のプロセスと遺伝子発現のエピジェネティックな調節に有意な影響を観察しました。転写因子結合部位の分析を利用して、他のメカニズムを通じて誘導される推定直接ターゲットと遺伝子を区別しました。siRNAを介した遺伝子サイレンシング、媒介マイクロアレイスクリーニング、定量的経路分析の使用を組み合わせたアプローチを機能的なゲノミクスで使用して、細胞内経路における標的遺伝子の役割を解明できます。このアプローチは、創薬における化合物選択の大きな約束も抱えています。

The task of specific gene knockdown in vitro has been facilitated through the use of short interfering RNA (siRNA), which is now widely used for studying gene function, as well as for identifying and validating new drug targets. We explored the possibility of using siRNA for dissecting cellular pathways by siRNA-mediated gene silencing followed by gene expression profiling and systematic pathway analysis. We used siRNA to eliminate the Rb1 gene in human cells and determined the effects of Rb1 knockdown on the cell by using microarray-based gene expression profiling coupled with quantitative pathway analysis using the GenMapp and MappFinder software. Retinoblastoma protein is one of the key cell cycle regulators, which exerts its function through its interactions with E2F transcription factors. Rb1 knockdown affected G1/S and G2/M transitions of the cell cycle, DNA replication and repair, mitosis, and apoptosis, indicating that siRNA-mediated transient elimination of Rb1 mimics the control of cell cycle through Rb1 dissociation from E2F. Additionally, we observed significant effects on the processes of DNA damage response and epigenetic regulation of gene expression. Analysis of transcription factor binding sites was utilized to distinguish between putative direct targets and genes induced through other mechanisms. Our approach, which combines the use of siRNA-mediated gene silencing, mediated microarray screening and quantitative pathway analysis, can be used in functional genomics to elucidate the role of the target gene in intracellular pathways. The approach also holds significant promise for compound selection in drug discovery.