Manganese-dependent microRNA trimming by 3'→5' exonucleases generates 14-nucleotide or shorter tiny RNAs.
Manganese-dependent microRNA trimming by 3'→5' exonucleases generates 14-nucleotide or shorter tiny RNAs.
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DOI：
10.1073/pnas.2214335119
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发表时间：
2022-12-20
影响因子：
11.1
通讯作者：
Nakanishi, Kotaro
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sim, GeunYoung;Kehling, Audrey C.;Park, Mi Seul;Secor, Jackson;Divoky, Cameron;Zhang, Huaqun;Malhotra, Nipun;Bhagdikar, Divyaa;El-Wahab, Ekram W. Abd;Nakanishi, Kotaro
MicroRNAs （miRNAs）是一类含有22个核苷酸（nt）的非编码rna，与Argonaute （AGO）蛋白形成效应复合物，抑制基因表达。虽然已经发现短于19nt的微小rna （tyRNAs）与植物和脊椎动物的AGOs结合，但它们的生物起源仍然是一个长期存在的问题。在这里，我们的体内和体外研究表明，几种3 ‘→5 ’外切酶，如干扰素刺激基因20kda (ISG20), 3 ‘修复外切酶1 （TREX1）和ERI1（增强RNAi，也称为3 ’ hexo），能够将ago相关的全长mirna修剪为14-nt或更短的tyrna。它们的导向修剪以锰依赖的方式发生，但独立于导向序列和加载的四个人类AGO类比。我们还发现isg20介导的向导修剪使Argonaute3 （AGO3）成为切片器。考虑到应激细胞、病毒感染细胞和神经退行性变中高浓度的Mn2+，我们的研究揭示了Mn2+依赖性外切酶在重塑基因沉默中的作用。
MicroRNAs (miRNAs) are about 22-nucleotide (nt) noncoding RNAs forming the effector complexes with Argonaute (AGO) proteins to repress gene expression. Although tiny RNAs (tyRNAs) shorter than 19 nt have been found to bind to plant and vertebrate AGOs, their biogenesis remains a long-standing question. Here, our in vivo and in vitro studies show several 3′→5′ exonucleases, such as interferon-stimulated gene 20 kDa (ISG20), three prime repair exonuclease 1 (TREX1), and ERI1 (enhanced RNAi, also known as 3′hExo), capable of trimming AGO-associated full-length miRNAs to 14-nt or shorter tyRNAs. Their guide trimming occurs in a manganese-dependent manner but independently of the guide sequence and the loaded four human AGO paralogs. We also show that ISG20-mediated guide trimming makes Argonaute3 (AGO3) a slicer. Given the high Mn2+ concentrations in stressed cells, virus-infected cells, and neurodegeneration, our study sheds light on the roles of the Mn2+-dependent exonucleases in remodeling gene silencing.
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