Низко-pH-зависимое связывание РНК и олигомеризация белков семейства SID-1: значение для транспорта РНК

Белки семейства SID-1 играют ключевую роль в транспорте экзогенных малых РНК. В C. elegans белок SID1 облегчает транспорт двуцепочечной РНК в цитоплазму для системного РНК-интерференции. У млекопитающих белки SIDT1 и SIDT2 опосредуют поглощение регуляторных малых РНК, таких как siRNA и растительные miRNA. Исследования на мышах с дефицитом SIDT1 (Sidt1^−/−) показали, что в клетках желудочных ямок SIDT1 облегчает поглощение пищевых miRNA.

Однако структурные и молекулярные механизмы, лежащие в основе этого поглощения, особенно в условиях низкого pH, оставались неясными.

В данном исследовании с помощью крио-ЭМ были определены структуры человеческих SIDT1 и SIDT2. Оба белка существуют в виде димеров, причём как внеклеточные домены (ECD), так и трансмембранные домены (TMD) вносят вклад в образование димера.

Ключевые выводы:

1. SIDT1 и SIDT2 существуют в димерном или высших олигомерных состояниях, причём TMD критически важны для поддержания димерных сборок in situ.
2. ECD SIDT1 и SIDT2 эффективно связываются с малыми РНК pH-зависимым образом. В кислых условиях сродство связывания возрастает, что запускает высшую олигомеризацию ECD.
3. Это открытие опровергает предыдущие утверждения, что SIDT1^ECD и SIDT2^ECD могут связывать только более длинные двуцепочечные РНК (>100 п.н.).

Значение работы:

Исследование раскрывает молекулярную основу поглощения РНК белками SIDT1/SIDT2. Понимание pH-зависимого связывания и олигомеризации даёт представление об их регуляции, особенно в кислых микроокружениях, где они преимущественно локализованы. Предложена модель, в которой индуцированная нуклеиновой кислотой олигомеризация может формировать суперкомплекс для транспорта РНК с участием других партнёров в условиях низкого pH.

Цитаты исследователей:

• Чжан Чэнь-Юй: «Белки семейства SID-1 были впервые идентифицированы как переносчики нуклеиновых кислот. Однако области ECD, по-видимому, функционируют как новые белки, связывающие нуклеиновые кислоты, что порождает гипотезу об их функции как мембраносвязанных РНК-связывающих белков».
• Сяоюнь Цзи: «Наше исследование подчёркивает роль РНК в запуске олигомеризации ECD в кислых условиях. Более того, мы предполагаем, что фосфолипазная активность в TMD может влиять на текучесть клеточной мембранной системы, проливая свет на потенциальную важность олигомеризации в процессе поглощения РНК».

Исследование опубликовано в журнале Cell Research.