霍德華休斯醫(yī)學(xué)院的研究人員連發(fā)“piRNAs Initiate an Epigenetic Memory of Nonself RNA in the C. elegans Germline”等兩篇文章，介紹了一種小分子RNA：piRNAs在線蟲(chóng)生殖細(xì)胞中的新作用，從中也指出了一種由piRNAs誘導(dǎo)的多代表觀遺傳機(jī)制。相關(guān)成果公布在Cell雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是2006年諾貝爾生理/醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主之一Craig C．Mello教授，他與另外一位美國(guó)科學(xué)家Andrew Z.Fire由于在RNA干擾——雙鏈RNA引發(fā)的基因沉默領(lǐng)域所做出的杰出貢獻(xiàn)而獲得了此項(xiàng)殊榮。目前Mello教授受聘于清華大學(xué)名譽(yù)教授。
piRNAs的前世今生
Mello研究組一直致力于小分子RNA，及RNA干擾的研究，這項(xiàng)研究是其這兩年來(lái)的突出成果之一，主要聚焦于一種新型的小分子RNA——piRNAs，即Piwi-interacting nucleotides，這種小分子在之前的發(fā)育精子研究中，就發(fā)現(xiàn)其對(duì)于合子的形成的復(fù)雜過(guò)程中勢(shì)必可少的，但是它們的功能和起源仍然是不清楚的。
2006年，洛克菲勒大學(xué)Thomas Tuschl教授等人發(fā)現(xiàn)了數(shù)千種不同的哺乳動(dòng)物中的piRNAs，這種小RNA在小鼠精子發(fā)育中普遍存在，并起到了重要作用，Tuschl教授當(dāng)時(shí)就指出“如果piRNAs研究趨勢(shì)與microRNAs相似的話，那么生物界將會(huì)由這些從事piRNA未知領(lǐng)域研究的科學(xué)家們帶來(lái)一股研究新浪潮。”
果不其然，在接下來(lái)的幾年當(dāng)中，piRNAs的研究引起了不少實(shí)驗(yàn)室的關(guān)注，其中也包括華人科學(xué)家林海帆等，他們的研究提出piRNAs在基因功能調(diào)控方面扮演著重要角色。
piRNA與表觀沉默
生物機(jī)體采用了一種令人著迷的策略方法，來(lái)沉默入侵的核苷酸，比如轉(zhuǎn)座子和病毒。雖然已有證據(jù)表明存在幾種能檢測(cè)到外來(lái)序列的途徑，包括拷貝數(shù)檢測(cè)，未配對(duì)DNA，或者異常RNA（比如dsRNA）檢測(cè)等，但是在很多情況下，我們對(duì)于如何區(qū)分“自我”和“非我”核苷酸的機(jī)制，仍然不清楚。
而這項(xiàng)研究中，Mello教授等人發(fā)現(xiàn)了一種由piRNA誘導(dǎo)的表觀遺傳沉默途徑，指出了機(jī)體如何利用RNAi相關(guān)的機(jī)制，來(lái)發(fā)現(xiàn)外來(lái)序列，這個(gè)過(guò)程不是通過(guò)什么分子標(biāo)記，而是通過(guò)將外來(lái)序列與之前基因表達(dá)記憶進(jìn)行比對(duì)實(shí)現(xiàn)的。
這項(xiàng)研究支持相關(guān)的一個(gè)觀點(diǎn)，即掃描外來(lái)序列的PRG-1和兩個(gè)其它Argonaute途徑，能作為“自我”和“非我”RNAs的表觀記憶。因此這項(xiàng)研究也就解釋了機(jī)體如何利用RNAi相關(guān)的機(jī)制來(lái)發(fā)現(xiàn)外來(lái)序列的。
研究人員描述了一種RNA誘導(dǎo)的表觀遺傳沉默途徑，這一途徑能*沉默單拷貝轉(zhuǎn)基因。他們發(fā)現(xiàn)Piwi Argonaute PRG-1以及其基因編碼的piRNA 輔因子能開(kāi)啟*沉默，而這一機(jī)制需要染色質(zhì)因子，以及WAGO Argonaute途徑的參與。
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