小RNA生物学的一个里程碑 从开始到完成的piRNA生物发生

PIWI相互作用的RNA，或简称piRNA，是一类“小调节RNA” - 核酸的微小片段，长度仅为22-30个核苷酸。它们可能很小，但是与它们相关的Argonaute蛋白质，piRNA具有“沉默”转座因子的能力，所谓的自我基因在植物，真菌和动物的基因组中发现。piRNA引导的沉默可以作用于染色质以阻断转座子转录，或通过破坏转座子mRNA以阻止它们翻译成蛋白质。

虽然科学家们很清楚piRNA如何抑制基因表达，但到目前为止，人们对piRNA的实际制作方法还不太清楚。在Nature发表的一篇里程碑式研究论文中，奥地利分子生物技术研究所(IMBA)的科学家们辛辛苦苦地揭示了产生具有确定长度和序列的piRNA的事件序列，这是定义沉默系统目标谱的核心要求。 。

解释了piRNA生物发生的奥秘

该论文的资深作者之一Julius Brennecke解释说：

“我们已经知道piRNA是由较长的RNA物种形成的，这些物种被Argonaute蛋白质或称为Zucchini的蛋白质切碎成碎片。这形成了所谓的pre-piRNA的5'末端，它们被加载到Argonaute蛋白质中并随后被修剪由于我们对piRNA 5'末端的生成有了相当好的理解，因此我们的研究小组专注于3'末端，这一过程近十年来一直未被理解。“并进行了修饰以产生成熟的piRNA。

IMBA的科学家Rippei Hayashi和Jakob Schnabl使用常见的果蝇果蝇(Drosophila melanogaster)，这两篇文章的第一作者 - 揭示了piRNA 3'末端的形成实际上遵循两条平行途径之一。

最后一位作者Stefan Ameres说：“一旦开始生物发生，一些piRNA 3'末端实际上是由西葫芦产生的，这种内切核酸酶主要是产生piRNA 5'末端”。“但Zucchini解释了只有一部分piRNA的生物发生。然后我们发现外切核酸酶Nibbler是第二个可以形成piRNA 3'末端的关键酶，并且意识到两个基因分离的通路在细胞中平行作用。这是一个真正的似曾相识，因为我们还发现Nibbler在我的博士后工作中成熟了一些microRNAs，这是另一类小RNA分子。“

两个平行的路径调整

除了揭示这些途径，它们的作用位点及其对下游基因调控机制的影响之外，该团队还提出了一些有趣的观察结果，这些观察结果可能为小RNA生物发生的进化提供线索。“我们在这项研究中发现的核酸酶在从海绵到人类的动物中都有同源物。有趣的是，一些值得注意的例外是明显的。例如，线虫蠕虫已经失去了西葫芦，而来自按蚊属的蚊子已经失去了Nibbler。目前还不清楚是否存在其他piRNA修剪机制或是否在这些物种中将双通道模型简化为一，目前还不清楚。值得注意的是，在果蝇中同时消化西葫芦和Nibbler后，仍然可以生成piRNA，在这种情况下，通过紧密间隔的piRNA引导的Argonaute卵裂事件。