РНК-индуцированное подавление транскрипции

РНК-индуцированное подавление транскрипции ( RITS ) — это форма РНК-интерференции , при которой короткие молекулы РНК , такие как малые интерферирующие РНК (миРНК), вызывают подавление транскрипции определенного гена или геномной области. Обычно это достигается путем посттрансляционной модификации хвостов гистонов (например, метилирования лизина 9 гистона H3), которые нацелены на геномную область для образования гетерохроматина . Белковый комплекс , который связывается с siRNA и взаимодействует с метилированным остатком лизина 9 гистонов H3 ( H3K9me2 ), представляет собой комплекс RITS.

RITS был обнаружен у делящихся дрожжей Schizosaccharomyces pombe и, как было показано, участвует в инициации и распространении гетерохроматина в области типа спаривания и в образовании центромер . Комплекс RITS у S. pombe содержит по крайней мере piwi-домен , содержащий РНКазу H -подобный аргонавт , хромодоменный белок Chp1 и белок Tas3, взаимодействующий с аргонавтом, который также может связываться с Chp1. ^{[ 1 ]} в то время как для образования гетерохроматина требуется, по крайней мере, аргонавт и РНК-зависимая РНК-полимераза . ^{[ 2 ]} Потеря этих генов у S. pombe приводит к аномальной организации гетерохроматина и нарушению функции центромеры . ^{[ 3 ]} что приводит к отставанию хромосом в анафазе во время деления клетки . ^{[ 4 ]}

Функция и механизмы

Поддержание областей гетерохроматина с помощью комплексов RITS было описано как самоусиливающаяся петля обратной связи , в которой комплексы RITS стабильно связывают метилированные гистоны области гетерохроматина с помощью белка Chp1 и индуцируют котранскрипционную деградацию любой возникающей информационной РНК (мРНК). транскрипты, которые затем используются в качестве РНК-зависимых субстратов РНК-полимеразы для пополнения комплемента молекул миРНК с образованием новых комплексов RITS. ^{[ 5 ]} Комплекс RITS локализуется в гетерохроматиновых регионах посредством спаривания оснований возникающих гетерохроматиновых транскриптов, а также через хромодомен Chp, который распознает метилированные гистоны, обнаруженные в гетерохроматине. ^{[ 6 ]} Известно, что после включения в гетерохроматин комплекс RITS играет роль в привлечении других комплексов РНКи, а также других ферментов, модифицирующих хроматин, в определенные области генома. ^{[ 7 ]} Образование гетерохроматина, но, возможно, не поддержание, зависит от , рибонуклеазы белка который используется для генерации начального набора миРНК. ^{[ 8 ]}

Значение для других видов

Актуальность наблюдений за областями и центромерами типа спаривания делящихся дрожжей для млекопитающих не ясна, поскольку некоторые данные свидетельствуют о том, что поддержание гетерохроматина в клетках млекопитающих не зависит от компонентов пути RNAi. ^{[ 9 ]} Однако известно, что растения и животные имеют аналогичный механизм образования гетерохроматина под контролем малых РНК, и полагают, что механизмы, описанные выше для S. pombe , высококонсервативны и играют некоторую роль в образовании гетерохроматина и у млекопитающих. У высших эукариот РНКи-зависимое гетерохроматическое молчание, по-видимому, играет большую роль в клетках зародышевой линии, чем в первичных клетках или клеточных линиях, и является лишь одной из многих различных форм подавления генов, используемых по всему геному, что затрудняет его изучение. ^{[ 10 ]}

Роль RNAi в подавлении транскрипционного гена у растений достаточно хорошо охарактеризована и действует преимущественно посредством метилирования ДНК по пути RdDM . В этом процессе, который отличается от процесса, описанного выше, связанная с аргонавтом миРНК распознает возникающие транскрипты РНК или целевую ДНК, чтобы направлять метилирование и молчание целевой геномной области. ^{[ 11 ]}

Ссылки

^ Вердель А., Цзя С., Гербер С., Сугияма Т., Гиги С., Гревал С., Моазед Д. (2004). «РНКи-опосредованное нацеливание на гетерохроматин комплексом RITS» . Наука . 303 (5658): 672–6. Бибкод : 2004Sci...303..672V . дои : 10.1126/science.1093686 . ПМЦ 3244756 . ПМИД 14704433 .
^ Ирвин Д., Саратьеги М., Толия Н., Гото Д., Читвуд Д., Вон М., Джошуа-Тор Л., Мартиенссен Р. (2006). «Нарезка аргонавта необходима для гетерохроматического подавления и распространения». Наука . 313 (5790): 1134–7. Бибкод : 2006Sci...313.1134I . дои : 10.1126/science.1128813 . ПМИД 16931764 . S2CID 42997104 .
^ Вольпе Т., Киднер С., Холл I, Тенг Г., Гревал С., Мартиенссен Р. (2002). «Регуляция гетерохроматического молчания и метилирования гистона H3 лизина-9 с помощью РНКи» . Наука . 297 (5588): 1833–7. Бибкод : 2002Sci...297.1833V . дои : 10.1126/science.1074973 . ПМИД 12193640 . S2CID 2613813 .
^ Вольпе Т., Шрамке В., Гамильтон Г., Уайт С., Тенг Г., Мартиенсен Р., Олшир Р. (2003). «РНК-интерференция необходима для нормальной функции центромеры у делящихся дрожжей». Хромосома Res . 11 (2): 137–46. дои : 10.1023/А:1022815931524 . ПМИД 12733640 . S2CID 23813417 .
^ Сугияма Т., Кэм Х., Вердель А., Моазед Д., Гревал С. (2005). «РНК-зависимая РНК-полимераза является важным компонентом самоподдерживающейся петли, соединяющей сборку гетерохроматина с производством миРНК» . Proc Natl Acad Sci США . 102 (1): 152–7. дои : 10.1073/pnas.0407641102 . ПМК 544066 . ПМИД 15615848 .
^ Вольпе, Том; Мартиенссен, Роберт А. (1 сентября 2011 г.). «Интерференция РНК и сборка гетерохроматина» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 3 (9): а003731. doi : 10.1101/cshperspect.a003731 . ISSN 1943-0264 . ПМК 3181039 . ПМИД 21441597 .
^ Моазед, Данеш (22 января 2009 г.). «Маленькие РНК в подавлении транскрипционного гена и защите генома» . Природа . 457 (7228): 413–420. Бибкод : 2009Natur.457..413M . дои : 10.1038/nature07756 . ISSN 0028-0836 . ПМЦ 3246369 . ПМИД 19158787 .
^ Нома К., Сугияма Т., Кэм Х., Вердель А., Зофалл М., Цзя С., Моазед Д., Гревал С. (2004). «RITS действует в цис-цис-системе, способствуя опосредованному РНК-интерференцией транскрипционному и посттранскрипционному молчанию» . Нат Жене . 36 (11): 1174–80. дои : 10.1038/ng1452 . ПМИД 15475954 .
^ Ван Ф., Кояма Н., Нисида Х., Харагути Т., Рейт В., Цукамото Т. (2006). «Сборка и поддержание гетерохроматина, инициируемая повторами трансгена, не зависит от пути РНК-интерференции в клетках млекопитающих» . Мол Клеточная Биол . 26 (11): 4028–40. дои : 10.1128/MCB.02189-05 . ПМК 1489094 . ПМИД 16705157 .
^ Вольпе, Том; Мартиенссен, Роберт А. (1 сентября 2011 г.). «Интерференция РНК и сборка гетерохроматина» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 3 (9): а003731. doi : 10.1101/cshperspect.a003731 . ISSN 1943-0264 . ПМК 3181039 . ПМИД 21441597 .
^ Мацке, Марджори; Канно, Тацуо; Даксинджер, Люсия; Хюттель, Бруно; Мацке, Антониус Дж. М. (1 июня 2009 г.). «РНК-опосредованное замалчивание хроматина у растений». Современное мнение в области клеточной биологии . 21 (3): 367–376. дои : 10.1016/j.ceb.2009.01.025 . ISSN 1879-0410 . ПМИД 19243928 .

[Verdel-1] Вердель А., Цзя С., Гербер С., Сугияма Т., Гиги С., Гревал С., Моазед Д. (2004). «РНКи-опосредованное нацеливание на гетерохроматин комплексом RITS» . Наука . 303 (5658): 672–6. Бибкод : 2004Sci...303..672V . дои : 10.1126/science.1093686 . ПМЦ 3244756 . ПМИД 14704433 .

[Irvine-2] Ирвин Д., Саратьеги М., Толия Н., Гото Д., Читвуд Д., Вон М., Джошуа-Тор Л., Мартиенссен Р. (2006). «Нарезка аргонавта необходима для гетерохроматического подавления и распространения». Наука . 313 (5790): 1134–7. Бибкод : 2006Sci...313.1134I . дои : 10.1126/science.1128813 . ПМИД 16931764 . S2CID 42997104 .

[Volpe_2002-3] Вольпе Т., Киднер С., Холл I, Тенг Г., Гревал С., Мартиенссен Р. (2002). «Регуляция гетерохроматического молчания и метилирования гистона H3 лизина-9 с помощью РНКи» . Наука . 297 (5588): 1833–7. Бибкод : 2002Sci...297.1833V . дои : 10.1126/science.1074973 . ПМИД 12193640 . S2CID 2613813 .

[Volpe_2003-4] Вольпе Т., Шрамке В., Гамильтон Г., Уайт С., Тенг Г., Мартиенсен Р., Олшир Р. (2003). «РНК-интерференция необходима для нормальной функции центромеры у делящихся дрожжей». Хромосома Res . 11 (2): 137–46. дои : 10.1023/А:1022815931524 . ПМИД 12733640 . S2CID 23813417 .

[Sugiyama-5] Сугияма Т., Кэм Х., Вердель А., Моазед Д., Гревал С. (2005). «РНК-зависимая РНК-полимераза является важным компонентом самоподдерживающейся петли, соединяющей сборку гетерохроматина с производством миРНК» . Proc Natl Acad Sci США . 102 (1): 152–7. дои : 10.1073/pnas.0407641102 . ПМК 544066 . ПМИД 15615848 .

[6] Вольпе, Том; Мартиенссен, Роберт А. (1 сентября 2011 г.). «Интерференция РНК и сборка гетерохроматина» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 3 (9): а003731. doi : 10.1101/cshperspect.a003731 . ISSN 1943-0264 . ПМК 3181039 . ПМИД 21441597 .

[7] Моазед, Данеш (22 января 2009 г.). «Маленькие РНК в подавлении транскрипционного гена и защите генома» . Природа . 457 (7228): 413–420. Бибкод : 2009Natur.457..413M . дои : 10.1038/nature07756 . ISSN 0028-0836 . ПМЦ 3246369 . ПМИД 19158787 .

[Noma-8] Нома К., Сугияма Т., Кэм Х., Вердель А., Зофалл М., Цзя С., Моазед Д., Гревал С. (2004). «RITS действует в цис-цис-системе, способствуя опосредованному РНК-интерференцией транскрипционному и посттранскрипционному молчанию» . Нат Жене . 36 (11): 1174–80. дои : 10.1038/ng1452 . ПМИД 15475954 .

[Wang_2006-9] Ван Ф., Кояма Н., Нисида Х., Харагути Т., Рейт В., Цукамото Т. (2006). «Сборка и поддержание гетерохроматина, инициируемая повторами трансгена, не зависит от пути РНК-интерференции в клетках млекопитающих» . Мол Клеточная Биол . 26 (11): 4028–40. дои : 10.1128/MCB.02189-05 . ПМК 1489094 . ПМИД 16705157 .

[10] Вольпе, Том; Мартиенссен, Роберт А. (1 сентября 2011 г.). «Интерференция РНК и сборка гетерохроматина» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 3 (9): а003731. doi : 10.1101/cshperspect.a003731 . ISSN 1943-0264 . ПМК 3181039 . ПМИД 21441597 .

[11] Мацке, Марджори; Канно, Тацуо; Даксинджер, Люсия; Хюттель, Бруно; Мацке, Антониус Дж. М. (1 июня 2009 г.). «РНК-опосредованное замалчивание хроматина у растений». Современное мнение в области клеточной биологии . 21 (3): 367–376. дои : 10.1016/j.ceb.2009.01.025 . ISSN 1879-0410 . ПМИД 19243928 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]