Structural basis for piRNA targeting.
Structural basis for piRNA targeting.
复制标题
皮尔纳靶向的结构基础。
DOI：
10.1038/s41586-021-03856-x
复制
发表时间：
2021-09
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Piwi蛋白使用PIWI相互作用RNA（piRNA）来识别和沉默转座因子（TE），从而维持后生动物世代之间的基因组完整性。已经将Piwi的TE靶向与Argonaute蛋白的mRNA靶向识别进行了比较，Argonaute蛋白采用microRNA（miRNA）指导，但piRNA与miRNA相似的程度尚不清楚。我们目前的冷冻电镜结构的Piwi-piRNA复合物从海绵Ephydatia fluviatilis与和没有目标RNA和生化分析的目标识别。正如Argonaute所述，Piwi使用皮尔纳种子区识别靶标。然而，Piwi创建了一个弱得多的种子，因此稳定的靶标缔合需要进一步的piRNA-靶标配对，使得piRNA比miRNA更不混杂。在种子之外，Piwi结构以耐受错配的方式促进piRNA-靶标配对，导致可能在TE转录物上积累的长寿命Piwi-piRNA-靶标相互作用。Piwi通过在缺乏忠实种子配对的情况下物理阻断piRNA-靶标相互作用的传播，以及通过需要延伸的piRNA-靶标双链体以达到内切核酸活性构象，来确保靶向保真度。因此，Piwi蛋白最大限度地减少脱靶细胞mRNA，同时防御不断演变的基因组威胁。
Piwi proteins use PIWI-interacting RNAs (piRNAs) to identify and silence transposable elements (TEs) and thereby maintain genome integrity between metazoan generations. TE-targeting by Piwi has been compared to mRNA target recognition by Argonaute proteins, which employ microRNA (miRNA) guides, but the extent to which piRNAs resemble miRNAs is not known. We present cryo-EM structures of a Piwi-piRNA complex from the sponge Ephydatia fluviatilis with and without target RNAs and biochemical analysis of target recognition. Mirroring Argonaute, Piwi identifies targets using the piRNA seed-region. However, Piwi creates a much weaker seed so that stable target association requires further piRNA-target pairing, making piRNAs less promiscuous than miRNAs. Beyond the seed, Piwi structure facilitates piRNA-target pairing in a manner tolerant of mismatches, leading to long-lived Piwi-piRNA-target interactions that may accumulate on TE transcripts. Piwi ensures targeting fidelity by physically blocking propagation of piRNA-target interactions in the absence of faithful seed pairing, and by requiring an extended piRNA-target duplex to reach an endonucleolytically active conformation. Piwi proteins thereby minimize off-targeting cellular mRNAs while defending against evolving genomic threats.
登录
查看更多内容
影响因子：
10.5
作者：
Goh WS;Falciatori I;Tam OH;Burgess R;Meikar O;Kotaja N;Hammell M;Hannon GJ
通讯作者：
Hannon GJ
影响因子：
14.9
作者：
Buchan, Daniel W. A.;Jones, David T.
通讯作者：
Jones, David T.
影响因子：
64.5
作者：
Lewis, BP;Shih, IH;Burge, CB
通讯作者：
Burge, CB
影响因子：
5.6
作者：
Jones, DT
通讯作者：
Jones, DT
DOI：
10.1107/s2059798319011471
发表时间：
2019-10-01
影响因子：
2.2
作者：
Liebschner, Dorothee;Afonine, Pavel V.;Adams, Paul D.
通讯作者：
Adams, Paul D.