Argonaute蛋白质家族是参与RNA干扰(RNAi)的一系列蛋白质,可与siRNAmiRNApiRNA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学名Argonauta argo),因发表者认为AGO1基因突变阿拉伯芥外形和其相似而得名[2]

Argonaute蛋白
激烈火球菌英语Pyrococcus furiosus的Argonaute蛋白(PDB 1U04),其中PIWI结构域位于右侧,PAZ结构域德语PAZ-Domäne位于左侧
鉴定
标志Argonaute
PfamPF02171旧版
InterPro英语InterProIPR003165
PROSITE英语PROSITEPS50822
CDD英语Conserved Domain Databasecd02826
Argonaute蛋白Paz结构域德语PAZ-Domäne
鉴定
标志Paz
PfamPF12212旧版
InterPro英语InterProIPR021103
SCOP英语Structural Classification of Proteinsb.34.14.1 / SUPFAM

Argonaute蛋白质家族的蛋白从N端C端包含N、L1、PAZ德语PAZ-Domäne、L2、M与PIWI等6个结构域[3],其中PAZ结构域德语PAZ-Domäne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,河北科技大学韩春雨在《自然-生物技术》期刊发表名为NgAgo英语NgAgo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英语Pyrococcus furiosus的Argonaute蛋白(PfAgo)为人工限制酶,于体外切割DNA[7]

参考文献

  1. ^ 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. 
  2. ^ 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. 
  3. ^ 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 . 
  4. ^ 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 . 
  5. ^ 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. 
  6. ^ Cyranoski D. Authors retract controversial NgAgo gene-editing study. Nature. 2017. doi:10.1038/nature.2017.22412. 
  7. ^ 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.