Эта статья входит в число добротных статей

Piwi

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Piwi-домен белка группыArgonaute, связанного с малой интерферирующей РНК

Piwi (PIWI, отангл. P-element induced wimpy testis[1]) — семействогенов, кодирующих регуляторныебелки, участвующие в обеспечении неполнойдифференцировкистволовых клеток, а также в поддержании постоянных значений темповделенияклеток зародышевой линии[2] (то есть белки Piwi могут экспрессироваться и в обычныхсоматических клетках[3]). Белки Piwiвысококонсервативны и имеются как урастений, так и уживотных (отгубок дочеловека)[3][4].

Функционирование

[править |править код]
Пространственная структура участкамалой интерферирующей РНК, связанной сРНК-мишенью (показанокомплементарное связывание 5'-GUC-3' с 3'-CAG-5'). Малая интерферирующая РНК ассоциирована с белком Piwi

Piwi-домены[5] — это белковыедомены, имеющиеся у белков семействаPiwi, а также большой группы родственных им белков, связывающихся снуклеиновыми кислотами (главным образом,РНК). Этот домен функционирует вгидролизе одноцепочечных РНК-мишеней, направляемом образованием РНК-дуплекса при участии связанной с белком регуляторной РНК, связывающейся с РНК-мишенью (РНК-интерференция). Такая активность характерна для белков группыArgonaute[6], поэтому белки Piwi относят к этой группе[7]. Белки Argonaute — наиболее хорошо изученные РНК-связывающие белки, обладающие активностью, схожей с активностьюРНКаза H. Ихкаталитическая активность сопровождается образованиемРНК-индуцируемого комплекса выключения гена (RISC). Такоймалой регуляторной РНК могут быть, в частности,малые интерферирующие РНК. У закристаллизованных белков Piwi выявлен консервативный сайт связывания соснованиями, расположенными на 5'-конце ассоциированной с белком РНК. В случае белков, ассоциированных с малыми интерферирующими РНК, последнее неспаренное основание РНК, не вступающее во взаимодействие с мишенью, стабилизируется за счётстэкинг-взаимодействий РНК с остаткамитирозина белка[8].

Некоторые белки Piwi связываются с особыми малыми некодирующими РНК —piРНК, и функционируют в комплексе с ними. Обычно их активность направлена на сайленсинг -подавление экспрессии геновтранспозонов в клетках зародышевой линии. Умыши к таким белкам относятся Mili, Miwi и Miwi2[7], а у человека — HIWI (или PIWIL1), HILI (или PIWIL2), HIWI2 (или PIWIL4) и HIWI3 (или PIWIL3)[3].

Кроме того, в клетках зародышевой линии некоторые белки Piwi функционируют в комплексе смикроРНК, тем самым играя важную роль в раннемразвитии иморфогенезе удрозофилы[9].

Обнаружено что белки Piwi могут функционировать в качестве регулятора геномной целостности соматических стволовых клеток, необходимой для долгосрочного поддержания и функционирования стволовых клеток. Они препятствуют возрастной активации ретротранспозонов, механизмов повреждения ДНК, потере гетерохроматина и апоптозу стволовых клеток. Поэтому сверхэкспрессия некоторых Piwi предотвращает дисфункцию стволовых клеток, обусловленную возрастом[10][11]

Избыточнаяэкспрессия одного из наиболее важных человеческих белков семейства Piwi, HIWI, приводит к развитиюопухолей, в частности,семиномы[12].

Известно, что упланарий белки Piwi участвуют в процессе регенерации утраченных частей тела. Кроме того, у дрозофилы эти белки связываются сполитенными хромосомами в клеткахслюнных желёз. Более того, мутации Piwi могут обусловливать мозаичность цветаглаз; также отмечена роль белков piwi в функционировании головногоганглия дрозофилы[3].

Возможно, белки Piwi также играют некоторую роль в развитиираковых заболеваний[3].

Примечания

[править |править код]
  1. ↑Saito K.,Nishida K. M.,Mori T.,Kawamura Y.,Miyoshi K.,Nagami T.,Siomi H.,Siomi M. C. Specific association of Piwi with rasiRNAs derived from retrotransposon and heterochromatic regions in the Drosophila genome. (англ.) // Genes & development. — 2006. — Vol. 20,no. 16. — P. 2214—2222. —doi:10.1101/gad.1454806. —PMID16882972. [исправить]
  2. ↑Cox D. N.,Chao A.,Lin H. piwi encodes a nucleoplasmic factor whose activity modulates the number and division rate of germline stem cells. (англ.) // Development (Cambridge, England). — 2000. — Vol. 127,no. 3. — P. 503—514. —PMID10631171. [исправить]
  3. ↑12345Ross R. J.,Weiner M. M.,Lin H. PIWI proteins and PIWI-interacting RNAs in the soma. (англ.) // Nature. — 2014. — Vol. 505,no. 7483. — P. 353—359. —doi:10.1038/nature12987. —PMID24429634. [исправить]
  4. ↑Cox D. N.,Chao A.,Baker J.,Chang L.,Qiao D.,Lin H. A novel class of evolutionarily conserved genes defined by piwi are essential for stem cell self-renewal. (англ.) // Genes & development. — 1998. — Vol. 12,no. 23. — P. 3715—3727. —PMID9851978. [исправить]
  5. ↑Cerutti L.,Mian N.,Bateman A. Domains in gene silencing and cell differentiation proteins: the novel PAZ domain and redefinition of the Piwi domain. (англ.) // Trends in biochemical sciences. — 2000. — Vol. 25,no. 10. — P. 481—482. —PMID11050429. [исправить]
  6. ↑Rivas F. V.,Tolia N. H.,Song J. J.,Aragon J. P.,Liu J.,Hannon G. J.,Joshua-Tor L. Purified Argonaute2 and an siRNA form recombinant human RISC. (англ.) // Nature structural & molecular biology. — 2005. — Vol. 12,no. 4. — P. 340—349. —doi:10.1038/nsmb918. —PMID15800637. [исправить]
  7. ↑12Макарова Ю. А., Крамеров Д. А. Некодирующие РНК (рус.) // Биохимия : журнал. — 2007. —Т. 72,№ 11. —С. 1427—1448. Архивировано 14 июля 2014 года.
  8. ↑Ma J. B.,Yuan Y. R.,Meister G.,Pei Y.,Tuschl T.,Patel D. J. Structural basis for 5'-end-specific recognition of guide RNA by the A. fulgidus Piwi protein. (англ.) // Nature. — 2005. — Vol. 434,no. 7033. — P. 666—670. —doi:10.1038/nature03514. —PMID15800629. [исправить]
  9. ↑Megosh H. B.,Cox D. N.,Campbell C.,Lin H. The role of PIWI and the miRNA machinery in Drosophila germline determination. (англ.) // Current biology : CB. — 2006. — Vol. 16,no. 19. — P. 1884—1894. —doi:10.1016/j.cub.2006.08.051. —PMID16949822. [исправить]
  10. ↑Sousa-Victor P. et al., & Jasper H. (2017).Piwi Is Required to Limit Exhaustion of Aging Somatic Stem Cells. Cell Reports, 20(11), 2527–2537doi:10.1016/j.celrep.2017.08.059
  11. ↑Hyun, S. (2017). Small RNA Pathways That Protect the Somatic Genome. International journal of molecular sciences, 18(5), 912.doi:10.3390/ijms18050912
  12. ↑Qiao D.,Zeeman A. M.,Deng W.,Looijenga L. H.,Lin H. Molecular characterization of hiwi, a human member of the piwi gene family whose overexpression is correlated to seminomas. (англ.) // Oncogene. — 2002. — Vol. 21,no. 25. — P. 3988—3999. —doi:10.1038/sj.onc.1205505. —PMID12037681. [исправить]

Литература

[править |править код]


✰
Эта статья входит в числодобротных статей русскоязычного раздела Википедии.
Источник —https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Piwi&oldid=140151638
Категории:
Скрытые категории: