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RDE-1（RNAi - DEfective 1）は、線虫Caenorhabditis elegansにおけるRNA介在干渉（RNAi）に必要な主要なアルゴノートタンパク質である。rde - 1遺伝子座は、RNAiに耐性のある線虫変異体で初めて特徴付けられ、植物、ショウジョウバエ、脊椎動物の相同遺伝子を含む高度に保存されたPiwi遺伝子ファミリーのメンバーである。[1]
RNAi経路における役割
一次siRNA-アルゴノート複合体
細胞に取り込まれると、外因性のトリガーdsRNAはRDE-4に結合し、RDE-1を含むダイサー複合体によって21〜25 ntの一次siRNAに切断されます。 [2] RDE-1に結合した一次siRNAは、RNA誘導サイレンシング複合体（RISC）の形成を促進します。ショウジョウバエ[3]およびヒト[4]で特徴付けられる他のアルゴノートとは異なり、RDE-1の触媒RNase Hモチーフは、標的転写物のスライサー活性を示すことは示されていません。代わりに、RDE-1のRNase H活性は、主にパッセンジャー鎖の切断を通じてsiRNAの成熟を促進します。[5]
二次siRNA-アルゴノート複合体
一次アルゴノート複合体はRNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRP）をリクルートして二次siRNAを生成し、増幅反応を引き起こします。二次siRNAは縮退した二次アルゴノートに結合し、標的転写物の分解に直接関与します。[6]しかし、RDE-1はより豊富な二次siRNAと安定した関連性を示しません。[7]
rde-4欠損は高濃度のトリガーdsRNAによって回復できるが[8]、二次アルゴノートは機能的冗長性を示すが[6] 、 rde-1欠損変異体でRNA媒介サイレンシングが回復できるという証拠はない。この点では、RDE-1は外因性RNAi経路において質的に異なる活性を持つと思われる。[7]
構造
標準的なアルゴノートタンパク質は、三日月形のベースを形成する3つの主要なドメイン、PAZ、MID、およびPIWIドメインを持っています。PAZとMIDは、それぞれ3'末端と5'末端に結合して二本鎖siRNAを方向付けて固定し、内部のヌクレオチドを塩基対形成に利用できるようにしています。PIWIドメインはRNase Hのような構造に折り畳まれ、保存された触媒トライアド「DDH」（2つのアスパラギン酸残基、1つのヒスチジン残基）を含みます。[9] RDE-1の結晶構造は正式には解明されていませんが、ヒトの相同遺伝子と非常によく似ていると考えられます。
旅客ストランドの劣化
RNase H触媒三元構造の残基の変異はヒトアルゴノートタンパク質Ago2のスライサー活性を阻害し、RNase Hドメインが標的mRNAの分解に直接関与していることを示唆している。 [10]しかし、RDE-1はmRNA切断活性に関与していない。
代わりに、保存されたDDHモチーフに変異を持つRDE-1はパッセンジャー（センス）鎖のターンオーバーが減少していることが示されており、これはRNase H活性がパッセンジャー鎖を切断し、ガイド（アンチセンス）鎖が標的mRNAとの塩基対形成にアクセスできる状態になっていることを示唆している。[5]さらに、DDHモチーフ変異体では一本鎖siRNAをロードすることで標的サイレンシングを完全に回復できるため、RNAi経路の下流コンポーネントがスライサー活性に関与していることが示唆されている。 [5]したがって、RDE-1のRNase HドメインはsiRNAの成熟を促進しますが、標的mRNA転写産物の切断には直接関与していません。
参照
参考文献
- ^ Tabara, H.; Sarkissian, M.; Kelly, WG; Fleenor, J.; Grishok, A.; Timmons, L.; Fire, A.; & Mello, CC (1999年10月). 「C. elegansにおけるrde-1遺伝子、RNA干渉およびトランスポゾンサイレンシング」. Cell . 99 (2): 123–32. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81644-X . PMID 10535731.
- ^ Tabara, H.; Yigit, E.; Siomi, H.; Mello, C.; Mello, CC (2002年6月). 「dsRNA結合タンパク質RDE-4はRDE-1、DCR-1、およびDExHボックスヘリカーゼと相互作用し、C. elegansでRNAiを誘導する」. Cell . 109 (7): 861–871. doi : 10.1016/S0092-8674(02)00793-6 . PMID 12110183.
- ^ Hammond SM、 Bernstein E、Beach D、 Hannon GJ (2000 年 3 月)。「RNA 誘導ヌクレアーゼがショウジョウバエ細胞における転写後遺伝子サイレンシングを仲介する」。Nature。404 ( 6775 ) : 293–296。doi :10.1038/35005107。PMID 10749213。S2CID 9091863。
- ^ マイスター G、ラントターラー M、パトカニオフスカ A、ドーセット Y、テン G、トゥシュル T (2004 年 7 月)。 「ヒト Argonaute2 は、miRNA および siRNA の標的となる RNA 切断を媒介します。」モルセル。15 (2): 185–197。土井：10.1016/j.molcel.2004.07.007。PMID 15260970。
- ^ abc Steiner, FA; Okihara, KL; Hoogstrate, SW; Sijen, T.; Ketting, RF (2009年2月). 「RDE-1スライサー活性は、Caenorhabditis elegansにおけるRNAi中のパッセンジャー鎖切断にのみ必要である」Nat Struct Mol Biol . 16 (2): 207–11. doi :10.1038/nsmb.1541. PMID 19151723. S2CID 22909313.
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- ^ ab Yigit E、Batista PJ、Bei Y、Pang KM、Chen CC、Tolia NH、Joshua-Tor L、Mitani S、Simard MJ、Mello CC (2006)。 「C.エレガンスのアルゴノート科の分析により、RNAi中に異なるアルゴノートが連続的に行動することが明らかになった」。セル。127 (4): 747–57。土井：10.1016/j.cell.2006.09.033。PMID 17110334。
- ^ Habig JW、Aruscavage PJ 、 Bass BL (2008)。「C. elegansでは、dsRNAのレベルが高い と、 RDE-4がなくてもRNAiが可能になる」。PLOS ONE。3 ( 12): e4052。doi : 10.1371 / journal.pone.0004052。PMC 2603325。PMID 19112503。
- ^ Song, JJ; Smith, SK; Hannon, GJ; Joshua-Tor, L. (2004 年 9 月). 「Argonaute の結晶構造と RISC スライサー活性への影響」. Science . 305 (5689): 1434–7. doi : 10.1126/science.1102514. PMID 15284453. S2CID 38557910 .
- ^ Liu J、Carmell MA、Rivas FV、Marsden CG、Thomson JM、Song JJ、Hammond SM、Joshua-Tor L、Hannon GJ (2004 年 9 月)。「Argonaute2 は哺乳類の RNAi の触媒エンジンです」。Science。305 ( 5689 ) : 1437–41。doi : 10.1126 / science.1102513。PMID 15284456。S2CID 2778088 。
外部リンク
- rde-1 遺伝子の WormBase エントリは、rde-1 遺伝子座に関連する対立遺伝子、多型、および C. elegans 株をカタログ化します。完全なコード トランスクリプトが利用可能です。