生育力的蛋白质保护者
您可能熟悉 RNA，这种分子在蛋白质生产和基因表达控制中发挥着重要作用。然而，您可能不太熟悉 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。现在，日本的研究人员揭示了这些关键分子是如何通过果蝇种系中几种相关蛋白质的动力学形成的。
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蛋白质 Tejas (Tej)、Vasa (Vas) 和 Spindle-E (Spn-E) 如何促进 piRNA 的产生，这些蛋白质被发现性腺中，有助于保护基因组免受可能通过生殖细胞传递的转座子引起的突变或缺失。
在果蝇中，piRNA 首先以长序列形式出现，称为前体转录本，在称为“nuage”的无膜细胞区室中进行加工，然后转变成较短的形式，即功能性 piRNA。这些 nuage 由 RNA 加工蛋白、PIWI 家族蛋白和一组称为包含 Tudor 结构域 (Tdrd) 的蛋白相互作用组成。其中，Tej(一种 Tdrd 蛋白)先前已被证明在 piRNA 途径中发挥关键作用，在 Tej 缺失的情况下观察到 piRNA 大幅减少。然而，Tej 在 piRNA 生成中所起的作用尚不完全清楚。研究小组着手研究 Tej 在 piRNA 生物发生过程中的分子功能。
“我们首先评估了 Tej 在果蝇卵巢中的详细功能，并证实 Tej 参与了两个 RNA 加工解旋酶的前体转录物的加工：nuage 中的 Vas 和 Spn-E，”该研究的主要作者 Lin Yuxuan 解释道。“在缺乏 Tej 的突变生殖细胞中，我们观察到 Vas 和 Spn-E 在 nuage 中没有正确组装，这表明 Tej 在将 Vas 和 Spn-E 招募到 nuage 中发挥着关键作用。”
通过生成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 的迁移率至关重要。他们发现一个被称为“Spn-E 招募位点”的独特区域有助于 nuage 中 Spn-E 的招募和维持。另一个独特的区域，称为本质无序区域，影响 Vas 在 nuage 内移动的能力以及 nuage 其他组件的动态。
“我们的研究表明 Tej 是 nuage 形成和 piRNA 加工的关键组成部分，”资深作者 Kai Toshie 说。“通过招募 Vas 和 Spn-E，Tej 促进 nuage 形成，从而将 piRNA 前体转录物加工成成熟的功能形式。”
piRNA 形成的破坏已知会导致不孕。研究小组对果蝇种系中 Tej 介导的 nuage 和 piRNA 加工的形成的深入了解可能有助于揭示生殖疾病(包括不孕症)的潜在机制，并可能有助于开发新的生育药物。
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