دو روش اصلی برای خاموش سازی بیان ژن ها برای بررسی عملکرد بیوشیمیایی ژن ها در موجودات عبارتند از:
1-کاهش سطح محصولات ژن توسط خاموشی RNA (RNA – silencing )
2-خاموشی ژن القا شده با ویروس (VIGS)
در ادامه برای این دو روش توضیحاتی ارائه می گردد
خاموشی ژن القا شده توسط ویروس (Virus – Induced Gene Silencing) یا به صورت مخفف VIGS
در پدیده VIGS خاموش سازی پس از نسخه برداری ژنهای تراریخت همولوگ با توالی های ویروسی اخيرا کشف شده است که در آن علاوه بر خاموشی ژن تراریخت سطح RNA ویروسی در ویروس های دارای ژنوم RNA و سطح mRNA ویروسی در ویروس های دارای ژنوم DNA در سیتوپلاسم به شدت کاهش یافته و تخریب می شوند این فرآیند می تواند به طور موفقیت آمیزی برای توسعه اشکال جدید مقاومت در مقابل ویروس های گیاهی به کار رود. ژنوم ویروس هایی با RNA رشته مثبت نسبتا به طور آسانی قابل دسترسی هستند. ژنوم ویروس هایی با RNA رشته منفی در سرتاسر سیکل همانند سازی شان به نوکلئوپروتئین هایی مرتبط هستند و در نتیجه ممکن است که حساسیت کمتری به تجزیه RNA داشته باشند. این نوع مقاومت در مقابل ویروس هایی از قبیل geminiviruses که ژنوم شان DNA است نیز موثر است.
خاموش سازی RNA – silencing ) RNA)
خاموشی یک مکانیسم تنظیم بیان ژنها و تدبیر دفاعی سلولهای زنده بر علیه توالی های DNA پارازیت از قبیل ترانسپوزونها، رتروترانسپوزونها، رتروپوزونها و توالی های DNA و RNA از ویروس ها می باشد. خاموشی ژن به پدیده کاهش یا توقف بیان یک ژن اطلاق می شود. نقطه شروع مطالعات خاموشی ژن به کوشش هایی بر می گردد که برای افزایش بیان ژن خاص در موجودات مورد نظر انجام گرفته است. خاموشی در گیاهان در سطح رونویسی و پس از رونویسی اتفاق می افتد. خاموشی در سطح رونویسی ( یا TGS) در اثر متیلاسیون پروموتر رونویسی ژن هدف، و خاموشی پس از رونویسی( یا PTGS) با مداخله در ساختار تک رشته ای mRNA ژن هدف و تخریب و توقف بیان آن، رخ می دهد.
نقش RNA مداخله گر (RNAi) در خاموش ژن ها پس از رونویسی ( یا PTGS)
RNA مداخله گر (RNAi) اصطلاح کلی است که به فن آوری خاموشی پس از رونویسی توسط RNA دو رشته ای اطلاق اطلاق گردیده و در گیاهان با اصطلاح PTGS (Post – Transcriptional gene Silencing) عنوان می شود. در فن آوری RNA مداخله گر (RNAi)، رشته مکمل mRNA ژن مورد نظر ساخته شده و این رشته به mRNA ژن هدف متصل و یک توالی دو رشته ای (dsRNA) را به وجود می آورد. از آن جا که سیستم سنتز پروتئین قادر به ترجمه mRNA دو رشته ای نمی باشد، بیان ژن هدف متوقف و اصطلاحا ژن خاموش می شود.
با توجه به این که این مکانیسم در خاموشی ژن به طور اختصاصی، موفق و وراثت پذیر نیز می باشد، می تواند به عنوان ابزار توانمندی در اصلاح گیاهان به کار رود.
فن آوری RNAi در علوم پزشکی، کشاورزی و حفاظت از محیط کاربرد فراوان داشته، از کاربردهای مهم آن در کشاورزی می توان به امکان ایجاد رقم های جدید گیاهان زراعی، مقاومت به ویروس ها و بالا بردن کیفیت غذایی اشاره کرد.
