2022年9月6日晚，国际学术期刊Cell Reports在线发表了西湖大学申恩志团队与美国麻省医学院克雷格·梅洛（Craig C. Mello）团队题为“A family of C. elegans VASA homologs control Argonaute pathway specificity and promote transgenerational silencing”的研究论文。

在不同的动物体内，生殖细胞内的Argonautes蛋白与小RNA（19-32个核苷酸的核糖核酸）形成基因沉默复合物，影响着不同基因表达的表观遗传学调控，在动物体的生理和病理过程中发挥重要作用。其中，在模式动物—秀丽隐杆线虫体内，与PIWI Argonaute蛋白结合的小RNA piRNA，及其启动的次级小RNA 22G （与WAGO和CSR-1 Argonaute蛋白结合），一起协同调控重要基因的跨代沉默。目前，关于这些PIWI-piRNA复合物，如何在特异基因上、大量激活次级22G RNAs的分子机制尚不清楚。

最新这项研究结果表明，RNA解旋酶GLH蛋白家族在piRNA特异沉默基因过程中发挥重要作用。一、GLH蛋白在piRNA启动次级沉默信号22G RNAs中，起到重要促进作用。二、GLH-1解旋酶的ATP结合位点突变，能够抑制piRNA调控的跨代基因沉默和22G RNA的产生。三、GLH蛋白家族成员之间，以补偿和竞争性方式，共同参与piRNA沉默基因表达的特异性。例如，GLH-1蛋白的缺失会诱导piRNA在错误的mRNA targets上产生过量的22G-RNA。

首先通过PIWI Argonaute 蛋白PRG-1和Argonaute蛋白WAGO的免疫共沉淀偶联质谱鉴定蛋白实验方法，研究人员鉴定到16个与这些Argonaute蛋白相互作用的蛋白质。随后，通过基因沉默荧光报告子并结合RNAi干扰筛选方法，对编码这些蛋白的基因表达进行干扰，研究人员鉴定到GLH对报告子荧光的表达至关重要。小RNA的深度测序实验，揭示GLH对22G RNA的产生非常重要，并且GLH家族成员之间的促进小RNA产生的作用存在部分冗余。

有趣的是，GLH-1的基因敲除虽然可以抑制大量的次级基因沉默信号分子22G RNA的产生，但是同时也能够引起其它GLH在非沉默基因上产生一些新的22G RNA，导致基因表达紊乱，使动物体难以维持跨代性的基因表达保真性。另外，生化实验也揭示了GLH是一个ATP依赖的方向性RNA解旋酶。

该工作可能支持这样一个模型，PIWI Argonaute蛋白PRG-1与piRNA复合物 或者WAGO Argonaute蛋白与22G RNA复合物对靶向基因的结合可以招募GLH蛋白，在ATP水解的作用下， GLH蛋白的解旋酶活性参与结合的复合物解离，从而允许RNA依赖的RNA聚合酶开启RNA的合成，最终产生大量的反义链22G RNA分子， 参与基因的沉默。

总而言之，我们的发现揭示了RNA解旋酶在秀丽隐杆线虫中，参与小RNA特异调控基因表达过程，对基因表达的稳态平衡和跨代保真起到重要作用。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111265

转自：“小柯生命”微信公众号

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