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保护生育能力的蛋白质
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年08月14日 来源:AAAS
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来自大阪大学的研究人员澄清了Tejas (Tej), Vasa (Vas)和纺锤体e (Spn-E)蛋白在称为nuage的细胞区室形成和piwi相互作用RNA (piRNA)前体在果蝇卵巢中的加工中的相互作用。piRNA有助于防止基因突变通过生殖细胞传播,深入了解piRNA形成和加工的动力学可能有助于我们理解包括不孕症在内的生殖疾病的机制。
你可能对RNA很熟悉,这种分子在蛋白质生产和基因表达控制中起着重要作用。然而,也许你不太熟悉piwi相互作用RNA (piRNA),这是一种特殊类型的RNA,可以保护基因组免受突变的影响。现在,日本的研究人员已经阐明了这些关键分子是如何通过果蝇(Drosophila melanogaster)种系中几种相关蛋白质的动态形成的。
在《细胞生物学杂志》上发表的一项新研究中,大阪大学的研究人员阐明了Tejas (Tej)、Vasa (Vas)和Spn-E (Spn-E)蛋白如何促进pirna的产生,pirna存在于性腺中,有助于保护基因组免受转座子引起的突变或缺失,这些突变或缺失可能通过生殖细胞传递。
在果蝇中,pirna首先以长序列的形式出现,被称为前体转录本,它们在被称为“nuage”的无膜细胞区室中被处理,并转化为较短的功能pirna形式。这些蛋白质是由rna加工蛋白、PIWI家族蛋白和一组称为都铎结构域(Tdrd)蛋白的相互作用组成的。其中,Tdrd蛋白Tej先前已被证明在piRNA通路中发挥关键作用,在缺乏Tej时观察到piRNA的大量减少。然而,Tej在piRNA的产生中所起的作用尚不完全清楚。研究小组开始研究Tej在piRNA生物发生过程中的分子功能。
该研究的第一作者林宇轩解释说:“我们首先评估了Tej在果蝇卵巢中的详细功能,并证实Tej参与了两种rna加工解旋酶的前体转录本加工:卵巢中的Vas和Spn-E。”“在缺乏Tej的突变生殖细胞中,我们观察到Vas和Spn-E不能在细胞核中正确组装,这表明Tej在招募Vas和Spn-E到细胞核中起着关键作用。”
通过产生缺乏蛋白质特定区域的Tej变体,研究人员可以确定Tej的哪些区域对于与Spn-E相互作用和调节Vas的移动性至关重要。他们发现,有一个独特的区域,被称为“Spn-E招募位点”,参与了语言中Spn-E的招募和维持。另一个不同的区域,被称为内在无序区域,既影响Vas在nuage内移动的能力,也影响nuage其他组成部分的动态。
“我们的研究表明,Tej是语言形成和piRNA处理的关键组成部分,”资深作者Kai Toshie说。“通过招募Vas和Spn-E, Tej促进了nuage的形成,允许piRNA前体转录物加工成成熟的功能形式。”
已知破坏piRNA形成可导致不孕。研究小组对果蝇种系中Tej介导的nuage形成和piRNA加工的深入了解,可能有助于揭示包括不孕症在内的生殖疾病的机制,并可能有助于开发新的生育药物。