РНК-индуцированное подавление транскрипции - RNA-induced transcriptional silencing

РНК-индуцированное подавление транскрипции (RITS) является формой РНК-интерференция каким коротким РНК молекулы - такие как малая интерферирующая РНК (миРНК) - запускают подавление транскрипция конкретного ген или же геномный область, край. Обычно это достигается посттрансляционной модификацией гистон хвосты (например, метилирование лизина 9 гистона H3), которые нацелены на геномную область для гетерохроматин формирование. В белковый комплекс который связывается с siRNA и взаимодействует с метилированным остатком лизина 9 гистонов H3, представляет собой комплекс RITS.

RITS был открыт в делящиеся дрожжи Schizosaccharomyces pombe, и было показано, что он участвует в инициации и распространении гетерохроматина в область спаривания И в центромера формирование. Комплекс РИТС в г. С. Помбе содержит как минимум piwi домен -содержащий РНКаза H -подобно аргонавт, а хромодомен белок Chp1 и белок Tas3, взаимодействующий с аргонавтом, который также может связываться с Chp1,[1] в то время как образование гетерохроматина требует, по крайней мере, аргонавита и РНК-зависимая РНК-полимераза.[2] Утрата этих генов в С. Помбе приводит к аномальной организации гетерохроматина и нарушению центромера функция[3] что приводит к отставанию хромосом на анафаза в течение деление клеток.[4]

Функции и механизмы

Поддержание участков гетерохроматина комплексами RITS было описано как самоусиливающееся Обратная связь, в которых комплексы RITS стабильно связывают метилированные гистоны области гетерохроматина с использованием белка Chp1 и вызывают котранскрипционную деградацию любых возникающих информационная РНК (мРНК) транскрипты, которые затем используются как РНК-зависимая РНК-полимераза субстраты для пополнения набора молекул миРНК для образования большего количества комплексов RITS.[5] Комплекс RITS локализуется в гетерохроматиновых областях через спаривание оснований возникающих гетерохроматиновых транскриптов, а также через хромодомен Chp, который распознает метилированные гистоны, обнаруженные в гетерохроматине.[6] После включения в гетерохроматин комплекс RITS также, как известно, играет роль в привлечении других комплексов РНКи, а также других ферментов, модифицирующих хроматин, в определенные области генома.[7] Образование гетерохроматина, но, возможно, не его поддержание, зависит от рибонуклеаза белок dicer, который используется для создания начального набора миРНК.[8]

Значение для других видов

Актуальность наблюдений из областей спаривающегося типа и центромер делящихся дрожжей для млекопитающие неясно, поскольку некоторые данные свидетельствуют о том, что поддержание гетерохроматина в клетках млекопитающих не зависит от компонентов пути РНКи.[9] Однако известно, что растения и животные обладают аналогичным механизмом для образования гетерохроматина, управляемого малой РНК, и считается, что описанные выше механизмы для С. Помбе являются высококонсервативными и также играют определенную роль в образовании гетерохроматина у млекопитающих. У высших эукариот РНКи-зависимое гетерохроматическое молчание, по-видимому, играет большую роль в клетках зародышевой линии, чем в первичных клетках или клеточных линиях, и является лишь одной из многих различных форм сайленсинга генов, используемых во всем геноме, что затрудняет его изучение.[10]

Роль РНКи в подавлении транскрипционного гена у растений была достаточно хорошо охарактеризована и функционирует главным образом за счет метилирования ДНК через RdDM путь. В этом процессе, который отличается от процесса, описанного выше, siRNA, связанная с аргонавтом, распознает растущие транскрипты РНК или ДНК-мишень, чтобы управлять метилированием и подавлением генома-мишени.[11]

Рекомендации

  1. ^ Вердел А., Джиа С., Гербер С., Сугияма Т., Гайги С., Гревал С., Моазед Д. (2004). «РНКи-опосредованное нацеливание на гетерохроматин комплексом RITS». Наука. 303 (5658): 672–6. Дои:10.1126 / science.1093686. ЧВК  3244756. PMID  14704433.
  2. ^ Ирвин Д., Заратиеги М., Толик Н., Гото Д., Читвуд Д., Вон М., Джошуа-Тор Л., Мартиенссен Р. (2006). «Нарезка Argonaute требуется для гетерохроматического подавления и распространения». Наука. 313 (5790): 1134–7. Дои:10.1126 / science.1128813. PMID  16931764.
  3. ^ Volpe T, Kidner C, Hall I, Teng G, Grewal S, Martienssen R (2002). «Регулирование гетерохроматического сайленсинга и метилирования гистона H3 лизина-9 с помощью РНКи». Наука. 297 (5588): 1833–7. Дои:10.1126 / science.1074973. PMID  12193640.
  4. ^ Вольпе Т., Шрамке В., Гамильтон Г., Уайт С., Тенг Г., Мартиенсен Р., Оллшир Р. (2003). «РНК-интерференция необходима для нормальной функции центромеры у делящихся дрожжей». Хромосома Res. 11 (2): 137–46. Дои:10.1023 / А: 1022815931524. PMID  12733640.
  5. ^ Сугияма Т., Кэм Х., Вердел А., Моазед Д., Гревал С. (2005). «РНК-зависимая РНК-полимераза является важным компонентом самоусиливающейся петли, связывающей сборку гетерохроматина с производством миРНК». Proc Natl Acad Sci USA. 102 (1): 152–7. Дои:10.1073 / pnas.0407641102. ЧВК  544066. PMID  15615848.
  6. ^ Вольпе, Том; Мартиенссен, Роберт А. (01.09.2011). «Интерференция РНК и сборка гетерохроматина». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 3 (9): a003731. Дои:10.1101 / cshperspect.a003731. ISSN  1943-0264. ЧВК  3181039. PMID  21441597.
  7. ^ Моазед, Данеш (22 января 2009 г.). «Малые РНК в подавлении транскрипции генов и защите генома». Природа. 457 (7228): 413–420. Дои:10.1038 / природа07756. ISSN  0028-0836. ЧВК  3246369. PMID  19158787.
  8. ^ Нома К., Сугияма Т., Кам Х., Вердел А., Зофалл М., Джиа С., Моазед Д., Гревал С. (2004). "RITS действует в цис-системе, способствуя опосредованному РНК-интерференцией транскрипционному и посттранскрипционному подавлению". Нат Жене. 36 (11): 1174–80. Дои:10,1038 / ng1452. PMID  15475954.
  9. ^ Ван Ф., Кояма Н., Нисида Х., Харагути Т., Рейт В., Цукамото Т. (2006). «Сборка и поддержание гетерохроматина, инициированное повторами трансгена, не зависит от пути интерференции РНК в клетках млекопитающих». Mol Cell Biol. 26 (11): 4028–40. Дои:10.1128 / MCB.02189-05. ЧВК  1489094. PMID  16705157.
  10. ^ Вольпе, Том; Мартиенссен, Роберт А. (01.09.2011). «Интерференция РНК и сборка гетерохроматина». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 3 (9): a003731. Дои:10.1101 / cshperspect.a003731. ISSN  1943-0264. ЧВК  3181039. PMID  21441597.
  11. ^ Мацке, Марджори; Канно, Тацуо; Даксинджер, Лючия; Хюттель, Бруно; Мацке, Антониус Дж. М. (2009-06-01). «РНК-опосредованное молчание на основе хроматина у растений». Текущее мнение в области клеточной биологии. 21 (3): 367–376. Дои:10.1016 / j.ceb.2009.01.025. ISSN  1879-0410. PMID  19243928.