Small hairpin RNA

Eine Small hairpin RNA (kurz shRNA) ist ein RNA-Molekül, das eine Haarnadelstruktur bildet und genutzt werden kann, um Gene künstlich mit Hilfe der RNA-Interferenz (RNAi) stillzulegen. Die Expression von shRNA wird meist durch Plasmide oder virale Vektoren vermittelt. Die Wahl des Promotors ist entscheidend für eine zuverlässige shRNA-Expression. Zunächst nutzte man Promotoren der Polymerase III wie U6 und H1, die allerdings keine örtliche oder zeitliche Kontrolle zuließen.

Daher werden stattdessen nun Promotoren der Polymerase II verwendet. shRNA ist ein vorteilhafter Vermittler von RNAi, da sie eine relativ niedrige Abbaurate besitzt. Allerdings besitzt sie auch Nachteile, da sie die Nutzung von Expressionsvektoren voraussetzt, was Sicherheitsbedenken zur Folge hat.

Das Einbringen von Plasmiden in Zellen mit Hilfe von Transfektion kann durch kommerziell erhältliche Reagenzien in vitro erreicht werden. Diese Methode ist aber nicht in vivo nutzbar und damit limitiert.

Die Nutzung von bakteriellen Vektoren zur shRNA-Expression in Zellen ist eine recht neue Methode. Es konnte gezeigt werden, dass rekombinante Bakterien der Art Escherichia coli, die shRNA-Plasmide enthalten, nach Verfütterung an Mäuse eine Stilllegung von Zielgenen im Darm bewirkten.

Als virale Vektoren können Konstrukte auf Basis von Adeno-assoziierten Viren (AAV), Adenoviren oder Lentiviren genutzt werden. Adeno-assoziierte und Adenoviren mutieren das Genom der Zielzelle nicht; allerdings geht nach der Zellteilung das Transgen verloren. Lentiviren integrieren in das Genom und werden so nach der Zellteilung weitergegeben; mutieren so aber das Erbgut der Zielzelle. Dieses Problem kann durch Nutzung von integrase-defizienten Lentiviren umgangen werden.