Terminal modification, sequence, length, and PIWI-protein identity determine piRNA stability.
Terminal modification, sequence, length, and PIWI-protein identity determine piRNA stability.
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末端修饰、序列、长度和PIWI蛋白同一性决定皮尔纳的稳定性。
DOI：
10.1016/j.molcel.2021.09.012
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发表时间：
2021-12-02
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Zamore PD
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gainetdinov I;Colpan C;Cecchini K;Arif A;Jouravleva K;Albosta P;Vega-Badillo J;Lee Y;Özata DM;Zamore PD
在动物中，piRNA沉默转座子，对抗病毒感染，并调节基因表达。皮尔纳的生物合成以3′末端修剪和2′-O-甲基化结束。修剪和甲基化都影响皮尔纳的稳定性。我们的生物化学数据表明，多种机制使未甲基化的小鼠piRNA不稳定，这取决于皮尔纳5′或3′序列是否与触发RNA互补。与microRNA的靶向降解不同，小鼠和苍蝇中piRNA的互补依赖性不稳定化被3′末端2′-O-甲基化阻断，并且不需要与皮尔纳种子和3′序列的碱基配对。在果蝇中，2′-O-甲基化也保护siRNA免受互补依赖性破坏。相比之下，pre-piRNA修剪保护小鼠piRNA免于不受触发互补性影响的降解途径。在睾丸裂解物和体内，内部或3′-末端富含尿苷或鸟嘌呤的束加速pre-piRNA衰变。修剪和2′-O-甲基化的缺失导致小鼠皮尔纳途径崩溃，表明这些修饰协同稳定piRNA。piRNA是一类动物特异性的小RNA，其抑制转座子并调节基因。皮尔纳的生物合成以3′-末端修剪和2′-O-甲基化结束。Gainetdinov等人表明，修剪和2′-O-甲基化保护piRNA免受由皮尔纳中广泛互补的RNA或序列基序触发的多种降解机制的影响。
In animals, piRNAs silence transposons, fight viral infections, and regulate gene expression. piRNA biogenesis concludes with 3′ terminal trimming and 2′-O-methylation. Both trimming and methylation influence piRNA stability. Our biochemical data show that multiple mechanisms destabilize unmethylated mouse piRNAs, depending on whether the piRNA 5′ or 3′ sequence is complementary to a trigger RNA. Unlike target-directed degradation of microRNAs, complementarity-dependent destabilization of piRNAs in mice and flies is blocked by 3′ terminal 2′-O-methylation and does not require base pairing to both the piRNA seed and 3′ sequence. In flies, 2′-O-methylation also protects siRNAs from complementarity-dependent destruction. By contrast, pre-piRNA trimming protects mouse piRNAs from a degradation pathway unaffected by trigger complementarity. In testis lysate and in vivo, internal or 3′-terminal uridine- or guanine-rich tracts accelerate pre-piRNA decay. Loss of both trimming and 2′-O-methylation causes the mouse piRNA pathway to collapse, demonstrating that these modifications collaborate to stabilize piRNAs. piRNAs are an animal-specific class of small RNAs that repress transposons and regulate genes. piRNA biogenesis concludes with 3′-terminal trimming and 2′-O-methylation. Gainetdinov et al. show that trimming and 2′-O-methylation protect piRNAs from multiple degradation mechanisms triggered by extensively complementary RNAs or sequence motifs in the piRNA.
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