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王艳丽课题组与荷兰合作者发现细菌Argonaute蛋白生成和加载DNA引导链的分子机制
2017-03-08 | 【     】【打印】【关闭

  2017年3月2日,Molecular Cell杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所王艳丽课题组及其合作者关于细菌Argonaute(Ago)蛋白独立生成和加载DNA引导链的最新研究成果,题为“Autonomous Generation and Loading of DNA Guides by Bacterial Argonaute”。

  真核生物的Ago蛋白是RNA干扰通路的重要组分,它们利用小的RNA引导链靶向互补配对的RNA分子。RNA引导链的成熟和加载是通过不同的酶来完成的一系列催化反应。Ago蛋白也存在于原核生物中,它们参与抵抗外源入侵的DNA。与真核Ago蛋白利用RNA引导链靶向RNA分子不同,大量研究表明原核Ago蛋白利用DNA引导链靶向DNA分子。但是小干扰DNA(small interfering DNA, siDNA)引导链如何产生并加载到原核Ago蛋白的分子机制依然有待研究。

  嗜热菌(Thermusthermophilus)的Ago蛋白(TtAgo)能够在siDNA的引导下干扰转化的质粒。这些siDNA引导链均是5’磷酸化,长13-25nt。大部分TtAgo结合的siDNA在5’末端是脱氧胞苷,这暗示着引导链的生成和加载具有特殊的机制。

  在本项研究中,王艳丽课题组及其合作者发现TtAgo能够独立生成并选择性加载具有功能的DNA引导链。研究发现,TtAgo能够降解不稳定的双链DNA,产生小的双链DNA片段,TtAgo能够选择性地加载这些降解的DNA,之后引导靶DNA的降解。结合单分子荧光、分子动力学和结构研究,科研人员发现,TtAgo加载双链DNA分子偏好于引导链的5’末端相对位置处的过客链含有脱氧鸟苷。这就解释了为什么TtAgo在体内优先加载含有5’末端脱氧胞苷的引导链。

  王艳丽研究员是本文的共同通信作者,盛刚高级工程师是本文的共同第一作者;生物物理所的娄继忠研究员和张勇博士在分子模拟方面做里重要工作。该项研究得到了国家自然科学基金(项目编号:91440201)以及中国科学院战略性先导科技专项(B类,项目编号:XDB08010203)的资助,上海同步辐射光源为该研究提供了重要的技术支持。

  文章链接:http://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(17)30091-6

  

  

  图1. TtAgo蛋白生成和加载DNA引导链示意图

  供稿:王艳丽课题组

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