
(封面图片:线虫Piwi蛋白PRG-1定位于生殖细胞和早期胚胎(背景所示)中的P颗粒处。尽管线虫piRNA的功能还需要进一步研究阐明,但科学家已证实Piwi/piRNA对于Tc3转座子活动性的一种siRNA调节模块(图片中积木块所示)很重要。)
在多细胞生物中,Piwi相关的Argonaute蛋白被认为与维持生殖细胞自我更新有关,并且与一类小RNA——piRNA相互作用。Piwi蛋白对于果蝇、斑马鱼以及小鼠的生殖细胞正常发育是必需的。piRNA在基因组中定位独特,长度约为24-30个核苷酸,在哺乳动物睾丸中表达,并在精子发育过程中发挥重要的生理调节作用。
2008年7月11日出版的《分子细胞》(Molecular Cell)中,两个研究小组分别发表文章称,他们发现一种被称为21U-RNA的21核苷酸长度RNA实际上是秀丽隐杆线虫(C. elegans)中的piRNA。
来自美国的Batista等科学家发现,21U-RNA在线虫生殖细胞中表达,并与线虫Piwi蛋白家族成员PRG-1相互作用。此外,21U-RNA的聚集依赖于PRG-1的活性。PRG-1蛋白在整个发育过程中持续表达,并定位于线虫的P颗粒处。尽管21U-RNA位点存在一个保守的上游调节序列基序(conserved upstream sequence motif),成熟的21U-RNA并不保守,且在某些情况下无法直接调节其他表达序列。因此,这些发现证实21U-RNA是线虫的piRNA,并且这类小RNA及相应的Piwi Argonaute蛋白与温度相关的生殖力维持相关。
在另一篇文章中,来自英国、德国和荷兰的科学家表示,他们同样认为之前发现的21U-RNA就是线虫的piRNA。此外,Piwi及piRNA的表达仅限于雄性和雌性生殖细胞,并且独立于其他多种小RNA途径中的蛋白,包括DCR-1。研究小组还发现,Piwi对于Tc3基因的沉默是必需的,但对于其他Tc/mariner DNA转座子则不重要。与野生型相比,Piwi突变型线虫的生殖细胞中Tc3去除率增加了至少100倍。科学家证实Piwi在Tc3沉默中起到内源siRNA途径上游的作用。因此,这些结果显示piRNA和siRNA功能之间存在联系。(科学网 何宏辉/编译)
(《分子细胞》(Molecular Cell),Vol 31, 67-78, 11 July 2008,Pedro J. Batista, Craig C. Mello)
(《分子细胞》(Molecular Cell),Vol 31, 79-90, 11 July 2008,Partha P. Das, Eric A. Miska)
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