Транс-действующая siRNA
Класс малых интерферирующих РНК

Транс -действующие siRNA (сокращенно « ta-siRNA » или « tasiRNA ») представляют собой класс малых интерферирующих РНК (siRNA), которые подавляют экспрессию генов посредством посттранскрипционного подавления генов в наземных растениях . [1] [2] [3] Предшественники транскриптов излокусов TAS полиаденилируются и преобразуются в двухцепочечную РНК, а затем процессируются в 21-нуклеотидные дуплексы РНК с выступами. [1] Эти сегменты включаются в комплекс подавления, индуцированный РНК (RISC), и управляют специфичным для последовательности расщеплением целевой мРНК. Ta-siRNA классифицируются как siRNA, поскольку они возникают из двухцепочечной РНК (dsRNA). [4]

Открытие

ta-siRNA были первоначально обнаружены в 2004 году в цветковом растении Arabidopsis thaliana . [1] [2] Первоначальные описания выявили участие растительного белка-супрессора подавления генов 3 (SGS3) и фермента РНК-зависимой РНК-полимеразы 6 (RDR6).

Биогенез

Биогенез та-миРНК у арабидопсиса.
Биогенез та-миРНК у арабидопсиса.

Ta-siRNA генерируются из некодирующих транскриптов посредством расщепления, опосредованного Argonaute, под управлением miRNA, с последующим преобразованием в двухцепочечную РНК с помощью RDR6. [5] Полученная dsRNA далее обрабатывается ферментом Dicer-like 4 (DCL4) для получения фазированного массива 21-нуклеотидных siRNA из позиций, примыкающих к сайту расщепления miRNA. [6]

В A. thaliana существует четыре семейства локусов, генерирующих та-siRNA ( гены TAS ) . Семействам TAS1, TAS2 и TAS4 требуется один сайт связывания miRNA для расщепления, тогда как TAS3 требуется два сайта связывания. [7] Номера семейств генов TAS, как правило, не указывают на ортологию , например, семейство генов мха TAS1 не имеет общего гена-предка с семейством генов TAS1 Arabidopsis thaliana .

ТАС1 и ТАС2

Транскрипты TAS1/2 подвергаются первоначальному расщеплению, опосредованному AGO1, на 5'-конце, которое направляется miR173. Затем RDR6 преобразует транскрипт в двухцепочечный фрагмент РНК, который затем обрабатывается DCL4 для генерации 21-нуклеотидной siRNA с 2-нуклеотидными 3'-выступами, которые нацелены на комплементарные мРНК в транс-положении. [7]

ТАС4

Начальные шаги для семейства TAS4 ta-siRNA аналогичны шагам TAS1 и TAS2. Семейство транскриптов TAS4 сначала подвергается расщеплению, управляемому miR828, опосредованному AGO1, за которым следует синтез dsRNA и обработка DCL4. [7]

ТАС3

В отличие от семейства связывания одной мРНК, TAS3 требует, чтобы направляющая мРНК miR390 связывала транскрипт в двух местах. Затем транскрипт расщепляется только в месте связывания 3' с помощью AGO7. Как и в случае семейств TAS1, TAS2 и TAS3, RDR6 затем синтезирует фрагмент dsRNA, который далее обрабатывается DCL4. [7]

Механизм

Эндогенные ta-siRNA действуют посредством гетеросайленсинга, что означает, что гены, на которые они нацелены для расщепления и репрессии, не имеют большого сходства с генами, из которых происходят siRNA. Это отличается от других эндогенных siRNA , которые действуют цис-образно и выполняют автосайленсинг, подавляя экспрессию генов, которые являются такими же или имеют большое сходство с генами, из которых они происходят. Ранее считалось, что только miRNA демонстрируют гетеросайленсинг. [1] Как и другие siRNA, ta-siRNA включены в комплексы РНК-индуцированного сайленсинга (RISC), где они направляют комплекс на расщепление целевых мРНК в середине одного комплементарного сайта и подавление трансляции. [1] [2] [8]

Член семейства белков Argonaute является компонентом всех эффекторных комплексов РНК-глушителей, включая RISC, катализирующие расщепление мРНК. [8] [9] В частности, в арабидопсисе, по-видимому, AGO7/ZIPPY играет роль в пути ta-siRNA, действуя во время регуляции, опосредованной ta-siRNA, полученной от TAS3 . AGO7/ZIPPY не играет роли в механизмах биогенеза ta-siRNA TAS1 или TAS2 . [9] ta-siRNA могут быть загружены в комплексы AGO1 для управления расщеплением целевой мРНК. [10]

Присутствие в растениях

Помимо присутствия в A. thaliana [6], доказательства наличия ta-siRNA также были обнаружены во мхе Physcomitrella patens [5] , кукурузе [11] , Oryza sativa (рисе) [12] и других растениях. TAS3 транс-действующая короткая интерферирующая РНК, нацеленная на факторы ответа ауксина («tasiR-ARF»), является примером ta-siRNA, которая, как было показано, присутствует не только в арабидопсисе, но и во всех предыдущих примерах. TasiR-ARF отвечает за регулирование сигнальной молекулы ауксина . Он делает это, нацеливаясь на мРНК, которая кодирует несколько генов фактора ответа ауксина (ARF) для деградации. [11]

Ссылки

  1. ^ abcde Васкес Ф, Вошере Х, Раджагопалан Р, Леперс С, Гашьолли В, Мэллори AC, Хильберт Дж. Л., Бартель Д. П., Крете П (октябрь 2004 г.). «Эндогенные транс-действующие миРНК регулируют накопление мРНК Arabidopsis». Мол. Клетка . 16 (1): 69–79 . doi : 10.1016/j.molcel.2004.09.028 . ПМИД  15469823.
  2. ^ abc Peragine A, Yoshikawa M, Wu G, Albrecht HL, Poethig RS (октябрь 2004 г.). "SGS3 и SGS2/SDE1/RDR6 необходимы для развития ювенильных особей и производства транс-действующих siRNA в Arabidopsis". Genes Dev . 18 (19): 2368– 79. doi :10.1101/gad.1231804. PMC 522987. PMID  15466488 . 
  3. ^ Axtell MJ, Jan C, Rajagopalan R, Bartel DP (ноябрь 2006 г.). «Двухтактный триггер для биогенеза siRNA в растениях». Cell . 127 (3): 565–77 . doi : 10.1016/j.cell.2006.09.032 . PMID  17081978.
  4. ^ Axtell, Michael J. (29 апреля 2013 г.). «Классификация и сравнение малых РНК из растений». Annual Review of Plant Biology . 64 (1): 137– 159. doi :10.1146/annurev-arplant-050312-120043. PMID  23330790.
  5. ^ ab Talmor-Neiman M, Stav R, Klipcan L, Buxdorf K, Baulcombe DC, Arazi T (ноябрь 2006 г.). «Идентификация транс-действующих siRNAs во мхе и РНК-зависимой РНК-полимеразы, необходимой для их биогенеза». Plant J . 48 (4): 511– 21. doi : 10.1111/j.1365-313X.2006.02895.x . PMID  17076803.
  6. ^ ab Allen E, Xie Z, Gustafson AM, Carrington JC (апрель 2005 г.). "микроРНК-направленное фазирование во время транс-действующего биогенеза siRNA в растениях". Cell . 121 (2): 207– 21. doi : 10.1016/j.cell.2005.04.004 . PMID  15851028.
  7. ^ abcd Allen E, Howell MD (октябрь 2010 г.). "miRNAs in the biogenesis of trans-acting siRNAs in higher plants". Semin. Cell Dev. Biol . 21 (8): 798– 804. doi :10.1016/j.semcdb.2010.03.008. PMID  20359543.
  8. ^ ab Tomari Y, Zamore PD (март 2005 г.). «Перспектива: машины для РНК-интерференции». Genes Dev . 19 (5): 517–29 . doi : 10.1101/gad.1284105 . PMID  15741316.
  9. ^ ab Adenot X, Elmayan T, Lauressergues D, Boutet S, Bouché N, Gasciolli V, Vaucheret H (май 2006 г.). "DRB4-зависимые TAS3 транс-действующие siRNAs контролируют морфологию листьев через AGO7". Curr. Biol . 16 (9): 927– 32. doi : 10.1016/j.cub.2006.03.035 . PMID  16682354.
  10. ^ Wu L, Mao L, Qi Y (октябрь 2012 г.). «Роль белков типа Dicer и белков типа Argonaute в метилировании ДНК, вызванном малыми интерферирующими РНК, полученными с помощью TAS». Plant Physiol . 160 (2): 990– 9. doi :10.1104/pp.112.200279. PMC 3461571. PMID  22846193 . 
  11. ^ ab Williams L, Carles CC, Osmont KS, Fletcher JC (июль 2005 г.). «Метод анализа базы данных идентифицирует эндогенную транс-действующую короткую интерферирующую РНК, которая нацелена на гены ARF2, ARF3 и ARF4 арабидопсиса». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 102 (27): 9703– 8. Bibcode :2005PNAS..102.9703W. doi : 10.1073/pnas.0504029102 . PMC 1172271 . PMID  15980147. 
  12. ^ Heisel SE, Zhang Y, Allen E, Guo L, Reynolds TL, Yang X, Kovalic D, Roberts JK (2008). "Характеристика уникальных малых популяций РНК из рисового зерна". PLOS ONE . 3 (8): e2871. Bibcode : 2008PLoSO...3.2871H. doi : 10.1371/journal.pone.0002871 . PMC 2518513. PMID  18716673 . 
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Транс-действующая_siRNA&oldid=1201226326"