Nature:细菌阿尔古蛋白在沉默外来核酸中的作用 细古外基噬抑

长江

Nature：细菌阿尔古蛋白在沉默外来核酸中的作用

2013-11-21 10:38:06

关键词： 细菌 阿尔古蛋白 沉默 外来核酸 作用

在真核细胞中，阿尔古蛋白在由小RNA调节的基因沉默中扮演了一个重要角色。在最近一期的《分子细胞》中，Alexei Aravin和同事证明了一种细菌阿尔古蛋白在沉默外来核酸中的作用。

阿尔古蛋白被发现存在于一系列的细菌和古生菌中。尽管已经有几种晶体结构可用，并且对于一些细菌阿尔古蛋白的基质绑定特征已经有了一些初步的描述，然而迄今为止，很少有试验能够洞察它们在活体内的生物学功能。

作者对于类球红细菌的阿尔古蛋白的核酸绑定特征很感兴趣，并且在描绘绑定的核酸之前，通过表达和纯化蛋白质开始了研究。绑定核酸的两个不同片段被发现：一小部分小RNA，长度大部分是15到19个核苷酸；一小部分DNA，长度大部分是22到24个核苷酸。

阿尔古绑定RNA（作者将其称为DNA-相互作用RNA（diRNAs））的克隆和测序突出了朝向在第一个位置有尿苷的RNA的一个强烈偏重——这一特征同时也存在于许多被真核阿尔古蛋白绑定的小RNA。作者发现，diRNAs能够映射到大部分来自类球红细菌染色体和内生质粒的感官转录物，此外还表现出了朝向阿尔古表达质粒的一种强烈偏重。在RNA前体中并没有发现偏向特别主要或二级结构的证据。这意味着diRNAs不是直接源自mRNAs，就是源自mRNA降解的产物。

对类球红细菌阿尔古-绑定22至24个核苷酸小DNA片段（作者将其称为RNA-相互作用DNA（riDNAs））的一个类似的深度分析随后完成。riDNAs对diRNAs进行了补充，并且与diRNAs类似，映射到类球红细菌染色体和内生质粒，尽管与diRNAs相比，它们表现出了朝向阿尔古表达质粒的更强烈的偏重。对riDNAs更进一步的分析表现出了多拷贝转位子和体噬菌基因的强化。

为了调查阿尔古蛋白识别外来核酸的能力，作者利用大肠杆菌作为一种异种宿主，并且发现，类球红细菌阿尔古蛋白的表达减少了表达质粒的形成，同时减少了质粒DNA的降解。野生型和阿尔古-缺陷类球红细菌血吸虫的对比分析显示在全部基因表达中并没有差别；然而，当表达了荧光素梅和LacI的一个质粒被引入阿尔古-缺陷类球红细菌菌株时，荧光素梅和LacI转录物的水平出现了两倍的增加，这意味着类球红细菌阿尔古蛋白能够从外来质粒中抑制基因表达。

显然地，确定与之相关的分子机制细节还有很长的路要走，但这项研究提供了第一个实验证据，支持了一种假设，即细菌阿尔古蛋白以外来核酸为目标。

http://www.nature.com/nrmicro/jo ... ll/nrmicro3150.html