Белок Argonaute разрезает и удерживает фрагменты РНК, что важно для химической модификации ДНК при глушении генов
Исследователи из Университета Индианы в Блумингтоне раскрыли ранее неизвестные этапы процесса глушения генов, который используется для борьбы с вирусами и другими захватчиками генома.
Новое исследование, опубликованное в Genes & Development, показывает, как белок ARGONAUTE 4 (AGO4) связывает, разрезает и удерживает короткие фрагменты молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК), которые направляют химическую инактивацию генов с совпадающими последовательностями.
Контекст: Глушение генов, опосредованное РНК (RNA interference, RNAi), происходит у животных, насекомых, растений и грибов. Оно начинается с синтеза двуцепочечных РНК (dsRNA), которые фермент Dicer разрезает на более короткие фрагменты (~21–35 нуклеотидов). Эти фрагменты загружаются в белок семейства Argonaute (AGO). Одна цепь (направляющая) остаётся с белком, а вторая (пассажирская) высвобождается и разрушается. AGO использует направляющую РНК для поиска и глушения целевых генов.
Новое открытие: Исследователи изучали роль AGO4 в пути RNAi у растений, называемом РНК-направленным метилированием ДНК. Ранее было известно, что Dicer в этом пути генерирует РНК длиной 23 и 24 нуклеотида (нт), но с AGO4 были связаны только 24 нт РНК.
Ключевой эксперимент: Анализ растений, у которых AGO4 был модифицирован и не мог разрезать целевые РНК, показал, что с белком связаны как 23, так и 24 нт РНК. Это навело на мысль, что в норме 23 нт РНК служат пассажирскими цепями для 24 нт РНК и затем разрезаются.
Неожиданный результат: Фрагменты разрезанных 23 нт РНК не высвобождались, как ожидалось, а удерживались белком AGO4. Последующие эксперименты показали, что фрагменты целевых РНК после разрезания также удерживаются AGO4.
Значение: Активность AGO4 по разрезанию РНК необходима для достижения высокого уровня метилирования ДНК в целевых участках генома. Авторы предполагают, что удерживаемые фрагменты РНК помогают заякоривать комплексы AGO4-РНК на соответствующих последовательностях ДНК, повышая эффективность её метилирования.