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  • 劉默芳受邀在Nature Reviews Molecular Cell Biology發表piRNA長文綜述

    【字體: 時間:2022年09月20日 來源:中國科學院生物化學與細胞生物學研究所

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         9月14日,中國科學院分子細胞科學卓越創新中心 (生物化學與細胞生物學研究所)劉默芳研究組和法國蒙彼利埃大學人類遺傳學研究所Martine Simonelig教授團隊合作,在Nature Reviews Molecular Cell Biology 在線發表了題為“Emerging roles and functional mechanisms of PIWI-interacting RNAs”的長文綜述,系統總結了piRNA前體轉錄、piRNA生成、piRNA通路機制與功能,概述了piRNA調控在果蠅和小鼠生殖細胞發育分化及在生殖障礙、腫瘤和神經退行性疾病等人類疾病中的新功能

      

      9月14日,中國科學院分子細胞科學卓越創新中心 (生物化學與細胞生物學研究所)劉默芳研究組和法國蒙彼利埃大學人類遺傳學研究所Martine Simonelig教授團隊合作,在Nature Reviews Molecular Cell Biology 在線發表了題為“Emerging roles and functional mechanisms of PIWI-interacting RNAs”的長文綜述,系統總結了piRNA前體轉錄、piRNA生成、piRNA通路機制與功能,概述了piRNA調控在果蠅和小鼠生殖細胞發育分化及在生殖障礙、腫瘤和神經退行性疾病等人類疾病中的新功能。

      piRNA是一類小分子非編碼RNA,因其特異性地與PIWI蛋白結合而被命名為PIWI-interacting RNA,簡稱piRNA。與其它小分子非編碼RNA如miRNA或siRNA相比,piRNA長度更長(23-31 nt),且5′端有1U偏好性、3′末端有2′-O-甲基化修飾。從加工途徑來看,miRNA和siRNA分別由RNase III(Dicer)切割發夾形和長雙鏈前體轉錄本產生;而piRNA由長單鏈轉錄本產生,不依賴于Dicer。

      PIWI-piRNA復合物在動物生殖細胞中特異性表達,主要發揮沉默轉座元件(transposable element,TE)、維持生殖細胞基因組穩定性和完整性的功能。然而劉默芳研究組及領域內其他實驗室發現,PIWI-piRNA復合物也調控了生殖細胞中大量蛋白編碼基因,豐富了piRNA在動物配子發生中的功能機制,開啟了領域研究新方向。自2006年piRNA發現以來,領域內大量研究證明,從節肢動物到哺乳動物,piRNA調控通路對精子發生、卵子發生或二者都至關重要,盡管在不同模式動物的作用會有所不同。此外,劉默芳研究組及領域內其他實驗室還發現,PIWI-piRNA調控異常與多種人類疾病密切相關。

      劉默芳研究組最新發表在Nature Reviews Molecular Cell Biology的特邀長文綜述從piRNA的生物生成、調控機制和生物學功能出發,系統地總結和梳理了piRNA前體的轉錄、piRNA的加工、piRNA的靶向規則、PIWI-piRNA復合物沉默轉座元件和調控編碼基因的機制、piRNA調控通路在動物生殖發育和人類疾病中的作用等。此外,本文也展望了未來piRNA領域的研究方向和未解決的科學問題。

      分子細胞卓越中心劉默芳研究員和Martine Simonelig教授為該論文通訊作者,國科大杭州高等研究院王鑫副研究員和Martine Simonelig實驗室Anne Ramat博士為該論文共同第一作者。該項工作得到了來自科技部、基金委、上海市科委和中科院的經費支持。

      文章鏈接:https://doi.org/10.1038/s41580-022-00528-0 

     

    PIWI-piRNA復合物調控果蠅和小鼠生殖細胞蛋白編碼基因的分子機制

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