Piwi

A Piwi ( PIWI , az angol  P-element induced wimpy testis szóból [1] ) olyan szabályozó fehérjéket kódoló gének családja , amelyek részt vesznek az őssejtek nem teljes differenciálódásában , valamint a csíravonal osztódási sebességének állandó értékeinek fenntartásában. sejtek [2] (azaz a Piwi fehérjék normális szomatikus sejtekben is expresszálódhatnak [3] ). A Piwi fehérjék erősen konzerváltak , és mind a növényekben , mind az állatokban megtalálhatók (a szivacsoktól az emberekig ) [4] [3] .

Működő

A Piwi domének [5]  olyan fehérjedomének , amelyek a Piwi család fehérjéiben jelen vannak , valamint a rokon fehérjék nagy csoportja, amelyek nukleinsavakhoz (főleg RNS -hez ) kötődnek. Ez a domén az egyszálú RNS-célpontok hidrolízisében működik, amelyet egy RNS-duplex kialakítása irányít egy fehérjéhez kötött szabályozó RNS részvételével, amely kötődik a cél-RNS-hez ( RNS interferencia ). Ez az aktivitás az Argonaute csoport fehérjéire jellemző [6] , ezért a Piwi fehérjéket ebbe a csoportba soroljuk [7] . Az argonaut fehérjék a leginkább tanulmányozott RNS-kötő fehérjék, amelyek aktivitása hasonló az RNáz H -éhez. Katalitikus aktivitásukat egy RNS-indukált génlezárási komplex ( RISC) képződése kíséri . Az ilyen kis szabályozó RNS -ek különösen kis interferáló RNS -ek lehetnek . A kristályosított Piwi fehérjéknek van egy konzervált kötőhelye, a bázisokkal a fehérjével asszociált RNS 5' végén található. A kis interferáló RNS-ekhez kapcsolódó fehérjék esetében az RNS utolsó párosítatlan bázisa, amely nem lép kölcsönhatásba a célponttal, stabilizálódik az RNS és a fehérje tirozin oldalláncai közötti halmozási kölcsönhatások következtében [8] .

Egyes Piwi fehérjék specifikus kis, nem kódoló RNS-ekhez, piRNS -ekhez kötődnek , és ezekkel együtt működnek. Általában tevékenységük a csíravonal sejtekben a transzpozon gén expressziójának elnémítására - elnyomására irányul. Egerekben ezek a fehérjék közé tartozik a Mili, Miwi és Miwi2 [ 7] , emberben pedig a HIWI (vagy PIWIL1), HILI (vagy PIWIL2), HIWI2 (vagy PIWIL4) és HIWI3 (vagy PIWIL3) [3] .

Ezenkívül a csíravonal sejtekben egyes Piwi fehérjék a miRNS -ekkel komplexben működnek , így fontos szerepet játszanak a Drosophila korai fejlődésében és morfogenezisében [9] .

Azt találták, hogy a Piwi fehérjék a szomatikus őssejtek genomiális integritásának szabályozójaként működhetnek, ami szükséges az őssejtek hosszú távú fenntartásához és működéséhez. Megakadályozzák a retrotranszpozonok életkorral összefüggő aktiválódását, a DNS-károsodás mechanizmusait, a heterokromatin elvesztését és az őssejt-apoptózist. Ezért egyes Piwis túlzott expressziója megakadályozza az életkorral összefüggő őssejt-működési zavarokat [10] [11]

A Piwi család egyik legfontosabb humán fehérjéjének, a HIWI-nek a túlzott expressziója daganatok , különösen szeminóma kialakulásához vezet [12] .

A Piwi fehérjékről ismert, hogy részt vesznek az elveszett testrészek regenerálódásának folyamatában planáriáknál . Ezenkívül a Drosophilában ezek a fehérjék a nyálmirigysejtek politén kromoszómáihoz kötődnek . Ezen túlmenően a Piwi-mutációk szemszínmozaikosságot okozhatnak ; a piwi fehérjék szerepét a Drosophila fej ganglionjának működésében is megjegyezték [3] .

Lehetséges, hogy a Piwi fehérjék is szerepet játszanak a rák kialakulásában [3] .

Jegyzetek

  1. ↑ Saito K. , Nishida KM , Mori T. , Kawamura Y. , Miyoshi K. , Nagami T. , Siomi H. , Siomi MC A Piwi specifikus asszociációja retrotranszpozonból és heterokromatikus régiókból származó rasiRNS-ekkel a Drosophila genomban.  (angol)  // Gének és fejlődés. - 2006. - Vol. 20, sz. 16 . - P. 2214-2222. - doi : 10.1101/gad.1454806 . — PMID 16882972 .
  2. ↑ Cox DN , Chao A. , Lin H. piwi egy nukleoplazmatikus faktort kódol, amelynek aktivitása modulálja a csíravonali őssejtek számát és osztódási sebességét.  (angol)  // Fejlesztés (Cambridge, Anglia). - 2000. - Vol. 127. sz. 3 . - P. 503-514. — PMID 10631171 .
  3. ↑ 1 2 3 4 5 Ross RJ , Weiner MM , Lin H. PIWI fehérjék és PIWI-vel kölcsönhatásba lépő RNS-ek a szómában.  (angol)  // Természet. - 2014. - Kt. 505, sz. 7483 . - P. 353-359. - doi : 10.1038/nature12987 . — PMID 24429634 .
  4. ↑ Cox DN , Chao A. , Baker J. , Chang L. , Qiao D. , Lin H. A piwi által meghatározott evolúciósan konzervált gének új osztálya nélkülözhetetlenek az őssejtek önmegújulásához.  (angol)  // Gének és fejlődés. - 1998. - 1. évf. 12, sz. 23 . - P. 3715-3727. — PMID 9851978 .
  5. ↑ Cerutti L. , Mian N. , Bateman A. Domainek a géncsendesítésben és a sejtdifferenciáló fehérjékben: az új PAZ domén és a Piwi domén újradefiniálása.  (angol)  // Trends in biochemical sciences. - 2000. - Vol. 25, sz. 10 . - P. 481-482. — PMID 11050429 .
  6. ↑ Rivas FV , ​​Tolia NH , Song JJ , Aragon JP , Liu J. , Hannon GJ , Joshua-Tor L. Purified Argonaute2 és egy siRNS alkotja a rekombináns humán RISC-t.  (angol)  // Természeti strukturális és molekuláris biológia. - 2005. - 20. évf. 12, sz. 4 . - P. 340-349. doi : 10.1038 / nsmb918 . — PMID 15800637 .
  7. ↑ 1 2 Makarova Yu. A., Kramerov D. A. Nem kódoló RNS-ek  (orosz)  // Biokémia: folyóirat. - 2007. - T. 72 , 11. sz . - S. 1427-1448 . Az eredetiből archiválva : 2014. július 14.
  8. ↑ Ma JB , Yuan YR , Meister G. , Pei Y. , Tuschl T. , Patel DJ Az A. fulgidus Piwi fehérje vezető RNS 5'-végspecifikus felismerésének strukturális alapja.  (angol)  // Természet. - 2005. - 20. évf. 434. sz. 7033 . - P. 666-670. - doi : 10.1038/nature03514 . — PMID 15800629 .
  9. ↑ Megosh HB , Cox DN , Campbell C. , Lin H. The role of PIWI and the miRNA machinery in Drosophila germline determination.  (angol)  // Jelenlegi biológia : CB. - 2006. - Vol. 16. sz. 19 . - P. 1884-1894. - doi : 10.1016/j.cub.2006.08.051 . — PMID 16949822 .
  10. ↑ Sousa-Victor P. et al., & Jasper H. (2017). A Piwi szükséges az öregedő szomatikus őssejtek kimerülésének korlátozásához . Cell Reports, 20(11), 2527–2537 doi : 10.1016/j.celrep.2017.08.059
  11. ↑ Hyun, S. (2017). Kis RNS-útvonalak, amelyek megvédik a szomatikus genomot. International Journal of Molecular Sciences, 18(5), 912. doi : 10.3390/ijms18050912
  12. ↑ Qiao D. , Zeeman AM , Deng W. , Looijenga LH , Lin H. A hiwi molekuláris jellemzése, a piwi géncsalád emberi tagja, amelynek túlzott expressziója korrelál a szeminómákkal.  (angol)  // Onkogén. - 2002. - 20. évf. 21, sz. 25 . - P. 3988-3999. - doi : 10.1038/sj.onc.1205505 . — PMID 12037681 .

Irodalom