Argonaute 蛋白质家族 是参与RNA干扰 (RNAi)的一系列蛋白质 ,可与siRNA 、miRNA 与piRNA 等小非编码RNA结合,为RNA诱导沉默复合体 (RISC)的重要组成部分,RISC可与和其中小RNA序列互补的mRNA ,进而促进其降解或抑制其转译 ,达到基因静默 的效果[ 1] 。此蛋白家族的名称来自扁船蛸 的学名 (Argonauta argo ),因发表者认为AGO1基因突变 的阿拉伯芥 外形和其相似而得名[ 2] 。
Argonaute蛋白质家族的蛋白从N端 自C端 包含N、L1、PAZ 、L2、M与PIWI 等6个结构域 [ 3] ,其中PAZ结构域 可识别小RNA3′端 的单股突出碱基而与之结合;PIWI结构域有内切酶 活性,可负责切割目标mRNA,但也有些Argonaute家族蛋白的PIWI在演化过程中丧失了内切酶的功能。人类基因组 共编码8种Argonaute蛋白,其中AGO1-4均可与miRNA结合,但仅AGO2具有内切酶活性[ 4] 。植物的AGO1参与miRNA介导的mRNA降解,其AGO4则不参与mRNA降解,但与siRNA结合后可启动DNA甲基化 等表观遗传调控 而抑制目标基因表现[ 5] 。
应用
2016年,河北科技大学 的韩春雨 在《自然-生物技术 》期刊发表名为NgAgo 的基因编辑 技术,使用格氏嗜盐碱杆菌 (Natronobacterium gregoryi )的Argonaute蛋白切割DNA,但结果备受质疑,原论文于隔年被期刊撤回[ 6] 。2017年,伊利诺大学厄巴纳-香槟分校 团队使用古菌激烈火球菌 的Argonaute蛋白(PfAgo)为人工限制酶 ,于体外 切割DNA[ 7] 。
参考文献
^ Jonas S, Izaurralde E. Towards a molecular understanding of microRNA-mediated gene silencing. Nature Reviews. Genetics. 2015, 16 (7): 421–433. PMID 26077373 . S2CID 24892348 . doi:10.1038/nrg3965 .
^ Bohmert K, Camus I, Bellini C, Bouchez D, Caboche M, Benning C. AGO1 defines a novel locus of Arabidopsis controlling leaf development . The EMBO Journal. January 1998, 17 (1): 170–180. PMC 1170368 . PMID 9427751 . doi:10.1093/emboj/17.1.170 .
^ Hutvagner G, Simard MJ. Argonaute proteins: key players in RNA silencing. Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 2008, 9 (1): 22–32. PMID 18073770 . S2CID 8822503 . doi:10.1038/nrm2321 . hdl:10453/15429 .
^ Meister G, Landthaler M, Patkaniowska A, Dorsett Y, Teng G, Tuschl T. Human Argonaute2 mediates RNA cleavage targeted by miRNAs and siRNAs. Molecular Cell. 2004, 15 (2): 185–197. PMID 15260970 . doi:10.1016/j.molcel.2004.07.007 .
^ Meins F, Si-Ammour A, Blevins T. RNA silencing systems and their relevance to plant development. Annual Review of Cell and Developmental Biology. 2005, 21 (1): 297–318. PMID 16212497 . doi:10.1146/annurev.cellbio.21.122303.114706 .
^ Cyranoski D. Authors retract controversial NgAgo gene-editing study. Nature. 2017. doi:10.1038/nature.2017.22412 .
^ Enghiad B, Zhao H. Programmable DNA-Guided Artificial Restriction Enzymes. ACS Synthetic Biology. May 2017, 6 (5): 752–757. PMID 28165224 . S2CID 3833124 . doi:10.1021/acssynbio.6b00324 .