中科院Cell Research发表piRNA新成果

　　

生物通报道：piRNA通路负责在动物性腺中沉默转座子。如果piRNA通路出现缺陷，动物生殖细胞的转座子就会激活，损害其生育能力。在果蝇的生殖细胞中，piRNA前体转录自异染色质的piRNA簇，随后转运到nuage/线粒体进行加工，最终成为成熟的piRNA。在这些piRNA的引导下，PIWI蛋白在转录或转录后水平对转座子进行沉默。

果蝇卵巢含有两类piRNA簇，上面覆盖着组蛋白H3赖氨酸9的三甲基化（H3K9me3）。双链piRNA簇主要在生殖细胞中活跃，两条链都能生成piRNA。单链piRNA簇主要位于卵泡细胞（体细胞），只有一条链生成piRNA。

近来人们发现，与异染色质蛋白1（HP1）同源的Rhino（Rhi）锚定在双链piRNA簇上启动piRNA生成。Rhi的CD结构域（chromodomain）负责与甲基化的赖氨酸结合。（延伸阅读：Science细述基因组卫士piRNA的故事）

为了理解Rhi特异性识别piRNA簇的具体机制，中科院和Carnegie科学研究所的研究团队解析了Rhi-CD与H3K9me3多肽结合时的晶体结构，分辨率达到1.8-Å。这一成果发表在近期的Cell Research杂志上，文章的通讯作者是中科院上海生科院生化与细胞所的黄旲（Ying Huang）研究员和Carnegie科学研究所的张钊（Zhao Zhang）。

果蝇的piRNA簇往往位于常染色质和异染色质的边界区域，而Rhi能特异性识别这些区域进行piRNA生产。研究人员通过结构研究发现，Rhi通过CD结构域以二聚化依赖的方式结合组蛋白H3K9me3。研究显示，H3K9me3结合和二聚化对于Rhi的功能很关键。

除了piRNA簇以外，H3K9me3还覆盖了大片的基因组区域，但Rhi只被招募到piRNA簇。这项研究提供的分子细节可以帮助人们进一步理解这种识别机制。

作者简介：

黄旲  研究员，研究组长，博士生导师

1997年上海医科大学药物化学专业毕业，获理学学士学位；2002年中国科学院上海有机化学研究所毕业，获理学博士学位；2002-2006年在美国冷泉港实验室从事博士后研究工作；2006-2007年在美国纽约大学Skirball研究所从事博士后研究工作；2007-2010年在美国阿拉巴马大学伯明翰分校任研究助理教授。2010年5月起任中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所研究员，研究组长。研究方向：基因转录调控的结构生物学研究

 

生物通编辑：叶予

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