piRNA-Piwi相互作用RNA

トランスポーザブルDNAエレメント(トランスポゾン)は、ゲノム全体でランダムな動きを示します。遺伝子を破壊するこれらの挿入は、ゲノムの不安定性を引き起こし、細胞にとって危険です。

体細胞では、トランスポゾンによるゲノム不安定性は1世代に限られていますが、生殖細胞では、これらの変化が将来の世代に受け継がれ、有害な影響につながる可能性があります。

生殖細胞特異的な転移可能な要素は、piwi相互作用RNAまたはpiRNAとして知られる小さなノンコーディング制御RNAによってサイレンシングされます。

piRNAは生殖細胞の正常な発生に不可欠であり、その欠如は動物の不妊を引き起こす可能性があります。

piRNAは、長さ、プロセシングメカニズム、およびArgonauteサブファミリータンパク質との結合という3つの明確な特性においてmiRNAおよびsiRNAとは異なるサイレンシングRNAの一種です。

piRNAの長さは24〜32ヌクレオチドで、通常20〜25ヌクレオチドの長さであるmiRNAとsiRNAの両方よりも長いです。

piRNAはDicerを使用せずに一本鎖mRNAからプロセシングされますが、miRNAとsiRNAはどちらもDicerによって二本鎖RNAからプロセシングされます。

これら3種類のノンコーディングRNAはそれぞれArgonauteファミリータンパク質に結合しますが、piRNAはpiwiサブファミリーに結合し、miRNAとsiRNAはAGOサブファミリーのタンパク質に結合します。

piRNAは、トランスポゾンが豊富なゲノムの特定の領域であるpiRNAクラスターに由来します。

piRNAの生合成には、一次プロセシング経路と増幅ループの2つのフェーズが提案されています。

一次プロセシング経路では、piRNAクラスターからの転写産物を使用してpiRNAを産生します。これらを選択したpiwiタンパク質にロードして、RNA誘導サイレンシング複合体の代替形態であるpiRISCを形成します。

その後、一次piRNAは増幅ループに関与し、piRNAの濃度を急速に増加させます。

piRISCは、相補的な標的RNAに結合して切断し、未熟な二次pi-RNAの5'末端を形成します。pi-RNAの3'末端は、他のpiwiタンパク質によってさらに処理され、成熟した二次pi-RNAが得られます。

このプロセスが繰り返され、センスpiRNAとアンチセンスpiRNAの両方が増幅されます。