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揭示基因沉默跨代傳遞機(jī)制

2020-06-02 16:35來源：生物谷


在一項(xiàng)新的研究中，來自美國哈佛醫(yī)學(xué)院、威斯康星大學(xué)和中國南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)線蟲體內(nèi)的蛋白RDE-3將pUG尾巴添加到RNA干擾（RNAi）和轉(zhuǎn)座子RNA的靶標(biāo)上。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“poly(UG)-tailed RNAs in genome protection and epigenetic inheritance”。在這篇論文中，他們描述了他們的研究結(jié)果以及他們的研究工作可能影響人們研究基因沉默的方式。

美國科羅拉多州立大學(xué)的Kailee Reed和Taiowa Montgomery針對這項(xiàng)研究在同期Nature期刊上撰寫了一篇標(biāo)題為“Genes silenced down the generations, thanks to tails on messenger RNA”的新聞與觀點(diǎn)（News and Views）類型文章，提出這些發(fā)現(xiàn)可能為研究攜帶pUG尾巴的RNA是否在其他物種中發(fā)揮同樣的作用鋪平道路。


正如Reed和Montgomery所指出的那樣，小RNA是近30年前在線蟲中發(fā)現(xiàn)的。從那時(shí)起，人們發(fā)現(xiàn)它們參與了許多生物過程。人們還發(fā)現(xiàn)，小RNA可以從一代傳到下一代，這揭示了一種非基于DNA的可遺傳基因沉默形式。但是在此之前，這種機(jī)制如何實(shí)現(xiàn)還不為人所知。在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員發(fā)現(xiàn)，它是通過一種稱為pUG化（pUGylation，添加pUG尾巴）的過程實(shí)現(xiàn)的。


之前的研究工作已表明，小RNA通過附著在Argonaute/Piwi蛋白上，然后控制mRNA切割，從而啟動mRNA沉默。在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員發(fā)現(xiàn)，受到切割的mRNA被RDE-3酶結(jié)合。他們還發(fā)現(xiàn)，RDE-3酶在mRNA上添加了一個(gè)尾巴，這個(gè)尾巴是由尿苷（U）和鳥嘌呤（G）核苷酸組成的。這樣的pUG尾巴作為RNA聚合酶的模板發(fā)揮作用，因而它接著合成了次級小RNA。他們認(rèn)為這些次級小RNA發(fā)揮著與起始小RNA相同的作用，維持mRNA沉默。他們進(jìn)一步提出，切割和合成的循環(huán)是跨代基因沉默的驅(qū)動因素。從實(shí)際意義上說，他們認(rèn)為這種循環(huán)是線蟲讓后代免受寄生蟲感染的一種方式。