DCL2

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構造	スイスモデル
ドメイン	インタープロ

エンドリボヌクレアーゼダイサーホモログ2
エンドリボヌクレアーゼダイサーホモログ2
	Arabidopsis DCL2 の漫画表現。Alphafold2 を使用した計算予測に基づき、オープンソフトウェア Mol Star * でレンダリングされています (https://alphafold.ebi.ac.uk/entry/Q3EBC8、https://molstar.org/viewer/)
識別子
生物	シロイヌナズナ
シンボル	DCL2
代替記号	AT3G03300
ユニプロット	Q3EBC8
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DCL2 （ Dicer-like 2の略）は、植物の遺伝子であり、外因性の二本鎖RNA（dsRNA）を22ヌクレオチドの小さな干渉RNA （siRNA）に処理するリボヌクレアーゼIII酵素であるDCL2タンパク質をコードする。^[1]

dsRNA の多様な発生源が特徴付けられており、外因性と内因性に大まかに分類されています。外因性由来の dsRNA の典型的な例は、感染中に放出されるウイルスゲノム、特に二本鎖 RNA ウイルスです。二本鎖 RNA ウイルスでは、dsRNA が切断されてウイルス siRNA または vsi-RNA と呼ばれる小さな RNA 産物が生成されます。^[2] dsRNA の外因性発生源の他の例としては、植物の宿主ゲノムに沿って複数の挿入遺伝子座を持つトランスジェニックがあります。 ^{[3] DCL2 は、}シス天然アンチセンス転写産物に由来する二本鎖 RNA として内因性発生源も処理し、22 nt の短い干渉 RNA (natsi-RNA) を生成しますが、natsi-RNA の生物学的関連性、進化的保全、および実験的検証は依然として議論の的となっています。^[4]

関数

ダイサータンパク質は、真核生物で高度に保存されたエンドヌクレアーゼを持つ遺伝子ファミリーであるRNaseIII様ファミリーに属し、原核生物が代表的です。^[5]アラビドプシスとほとんどの陸上植物には、主に4つのダイサー様タンパク質（DCL）：DCL1、DCL2、DCL3、およびDCL4があります。これらはすべて、N末端からC末端の順に、DEXDヘリカーゼ、ヘリカーゼC、機能不明ドメイン283（DUF283）、Piwi / Argonaute /Zwille（PAZ）ドメイン、2つのタンデムRNase IIIドメイン、および1つまたは2つのdsRNA結合ドメイン（dsRBD）の5つのドメインを含みます。^[5]一般に、ダイサー様タンパク質のヘリカーゼドメインは、ATP加水分解を利用してdsRNAの巻き戻しを促進します。^[5] DUF283ドメインは、最近、RNA-RNA塩基対形成およびRNA結合の促進に関与するタンパク質ドメインとして関連付けられています。^[6] PAZドメインとRNase IIIドメインは、PAZドメインによるdsRNA末端の認識を介してdsRNA切断に不可欠であり、RNase IIIドメインはdsRNAの1つの鎖を切断します。^[7]

DCL2は、トランスアクティングsiRNAを含む二次siRNAを処理することにより、トランスジーンの推移的サイレンシングに重要な役割を果たします。^[4]そのためには、DCL4とRDR6が必要です。RDR6は、DCL2が生成した22nt siRNAのmRNAターゲットを二次siRNAを生成する基質として使用してサイレンシングを増幅し、RNAサイレンシングの推移性と呼ばれる現象で、長距離サイレンシングの効率的なメカニズムを提供します。^[8]

DCL2はDCL3とともに、トランスポゾンなどのDNA反復要素の存在によってサイレンシングされたゲノム領域であるヘテロクロマチン領域に由来する24ヌクレオチド反復関連siRNA（ra-siRNA）の生成にも関与している可能性がある。^[9]

推移的および体系的なRNAサイレンシング

DCL1 と他のDCL 2、3、4 タンパク質との主な違いは、後者のタンパク質に特異的な経路の増幅能力です。RDRタンパク質の関与により、小さな RNA ターゲット複合体が元のトリガースポットを超えて拡張されます。シグナル増幅に使用される siRNA のサブセットは、推移的または二次 siRNA と呼ばれ、増幅のプロセスは推移性と呼ばれます。^[8]増幅により、二次 siRNA とそのターゲット特異的サイレンシング活性が 1 つの組織から別の組織に伝播し、最終的には植物の組織全体に到達します。これは、全身サイレンシングと呼ばれるプロセスです。^[8]

参考文献

^ Jin L、Chen M、Xiang M 、 Guo Z（2022年2月）。「植物におけるRNAiベースの抗ウイルス自然免疫」。ウイルス。14 （ 2）：432。doi ：10.3390/ v14020432。PMC 8875485。PMID 35216025。
^ サナン＝ミシュラ N、アブドゥル・カデル・ジャイラニ A、マンダル B、ムカルジー SK (2021-03-02)。「植物における二次 siRNA: 生合成、さまざまな機能、およびウイルス学への応用」。植物科学のフロンティア。12 : 610283.doi : 10.3389 /fpls.2021.610283。PMC 7960677。PMID 33737942。
^ Stam M (1997年1月). 「レビュー記事: トランスジェニック植物における遺伝子の沈黙」Annals of Botany . 79 (1): 3–12. doi : 10.1006/anbo.1996.0295 .
^ ab Meyers BC、Zhan J、Shevela D、Slotkin KR (2022)、植物の小分子RNA：生合成と機能、Agrisera教育ポスターコレクション、ポスター6、2022、Figshare、doi：10.6084/m9.figshare.21186073 、2022年11月6日取得
^ abc Cenik ES、Fukunaga R、Lu G、Dutcher R、Wang Y、Tanaka Hall TM、Zamore PD（2011年4月）。「リン酸とR2D2はATP駆動型リボヌクレアーゼであるDicer-2の基質特異性を制限する」。分子細胞。42（2）：172–184。doi ：10.1016 / j.molcel.2011.03.002。PMC 3115569。PMID 21419681。
^ Szczepanska A、Wojnicka M、Kurzynska - Kokorniak A (2021年8月)。「ヒトリボヌクレアーゼダイサーの活性におけるDUF283ドメインの重要性」。International Journal of Molecular Sciences。22 ( 16): 8690。doi : 10.3390/ ijms22168690。PMC 8395393。PMID 34445396。
^ Welker NC、Pavelec DM、Nix DA、Duchaine TF、Kennedy S、Bass BL (2010 年 5 月)。「Dicer のヘリカーゼドメインは、C. elegans の内因性 siRNA の一部 (すべてではない) の蓄積に必要」。RNA . 16 ( 5): 893–903. doi :10.1261/rna.2122010. PMC 2856884 . PMID 20354150。
^ abc Choudhary S、Thakur S、Bhardwaj P（2019 年8月）。「植物RNAサイレンシングにおける推移性の分子的基礎」。分子生物学レポート。46 （4）：4645–4660。doi ： 10.1007 /s11033-019-04866-9。PMID 31098805。S2CID 155103992 。
^ Benoit M (2020). 「スライスアンドダイス：DCL2は大豆の形質変異に影響 を与える22ヌクレオチドsiRNAの生成を仲介する」。The Plant Cell。32（12）：3646–3647。doi ：10.1105 / tpc.20.00884。PMC 7721339。PMID 33093146 。

[1] ^ Jin L、Chen M、Xiang M 、 Guo Z（2022年2月）。「植物におけるRNAiベースの抗ウイルス自然免疫」。ウイルス。14 （ 2）：432。doi ：10.3390/ v14020432。PMC 8875485。PMID 35216025。

[2] サナン＝ミシュラ N、アブドゥル・カデル・ジャイラニ A、マンダル B、ムカルジー SK (2021-03-02)。「植物における二次 siRNA: 生合成、さまざまな機能、およびウイルス学への応用」。植物科学のフロンティア。12 : 610283.doi : 10.3389 /fpls.2021.610283。PMC 7960677。PMID 33737942。

[3] Stam M (1997年1月). 「レビュー記事: トランスジェニック植物における遺伝子の沈黙」Annals of Botany . 79 (1): 3–12. doi : 10.1006/anbo.1996.0295 .

[:0-4] Meyers BC、Zhan J、Shevela D、Slotkin KR (2022)、植物の小分子RNA：生合成と機能、Agrisera教育ポスターコレクション、ポスター6、2022、Figshare、doi：10.6084/m9.figshare.21186073 、2022年11月6日取得

[:1-5] Cenik ES、Fukunaga R、Lu G、Dutcher R、Wang Y、Tanaka Hall TM、Zamore PD（2011年4月）。「リン酸とR2D2はATP駆動型リボヌクレアーゼであるDicer-2の基質特異性を制限する」。分子細胞。42（2）：172–184。doi ：10.1016 / j.molcel.2011.03.002。PMC 3115569。PMID 21419681。

[6] ^ Szczepanska A、Wojnicka M、Kurzynska - Kokorniak A (2021年8月)。「ヒトリボヌクレアーゼダイサーの活性におけるDUF283ドメインの重要性」。International Journal of Molecular Sciences。22 ( 16): 8690。doi : 10.3390/ ijms22168690。PMC 8395393。PMID 34445396。

[7] Welker NC、Pavelec DM、Nix DA、Duchaine TF、Kennedy S、Bass BL (2010 年 5 月)。「Dicer のヘリカーゼドメインは、C. elegans の内因性 siRNA の一部 (すべてではない) の蓄積に必要」。RNA . 16 ( 5): 893–903. doi :10.1261/rna.2122010. PMC 2856884 . PMID 20354150。

[:2-8] Choudhary S、Thakur S、Bhardwaj P（2019 年8月）。「植物RNAサイレンシングにおける推移性の分子的基礎」。分子生物学レポート。46 （4）：4645–4660。doi ： 10.1007 /s11033-019-04866-9。PMID 31098805。S2CID 155103992 。

[9] ^ Benoit M (2020). 「スライスアンドダイス：DCL2は大豆の形質変異に影響 を与える22ヌクレオチドsiRNAの生成を仲介する」。The Plant Cell。32（12）：3646–3647。doi ：10.1105 / tpc.20.00884。PMC 7721339。PMID 33093146 。