Argonaute蛋白質家族是參與RNA干擾(RNAi)的一系列蛋白質,可與siRNAmiRNApiRNA等小非編碼RNA結合,為RNA誘導沉默複合體(RISC)的重要組成部分,RISC可與和其中小RNA序列互補的mRNA,進而促進其降解或抑制其轉譯,達到基因靜默的效果[1]。此蛋白家族的名稱來自扁船蛸學名Argonauta argo),因發表者認為AGO1基因突變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結構域位於右側,PAZ結構域德语PAZ-Domäne位於左側
鑑定
標誌Argonaute
PfamPF02171旧版
InterPro英语InterProIPR003165
PROSITE英语PROSITEPS50822
CDD英语Conserved Domain Databasecd02826
Argonaute蛋白Paz結構域德语PAZ-Domäne
鑑定
標誌Paz
PfamPF12212旧版
InterPro英语InterProIPR021103
SCOP英语Structural Classification of Proteinsb.34.14.1 / SUPFAM

Argonaute蛋白質家族的蛋白從N端C端包含N、L1、PAZ德语PAZ-Domäne、L2、M與PIWI等6個結構域[3],其中PAZ結構域德语PAZ-Domäne可識別小RNA3′端的單股突出鹼基而與之結合;PIWI結構域有內切酶活性,可負責切割目標mRNA,但也有些Argonaute家族蛋白的PIWI在演化過程中喪失了內切酶的功能。人類基因組共編碼8種Argonaute蛋白,其中AGO1-4均可與miRNA結合,但僅AGO2具有內切酶活性[4]。植物的AGO1參與miRNA介導的mRNA降解,其AGO4則不參與mRNA降解,但與siRNA結合後可啟動DNA甲基化表觀遺傳調控而抑制目標基因表現[5]

應用

2016年,河北科技大學韓春雨在《自然-生物技術》期刊發表名為NgAgo英语NgAgo基因編輯技術,使用格氏嗜盐碱杆菌Natronobacterium gregoryi)的Argonaute蛋白切割DNA,但結果備受質疑,原論文於隔年被期刊撤回[6]。2017年,伊利諾大學厄巴納-香檳分校團隊使用古菌激烈火球菌英语Pyrococcus furiosus的Argonaute蛋白(PfAgo)為人工限制酶,於體外切割DNA[7]

參考文獻

  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.