2017年6月27日,Nucleic Acids Research杂志在线发表了金沙集团1862cc王艳丽课题组及其合作者关于细菌Argonaute(Ago)蛋白引导链与靶链不完全互补配对的最新研究成果,题为“Structure/cleavage-based insights into helical perturbations at bulge sites within T. thermophilus Argonaute silencing complexes”。
RNA干扰对基因的表达调控具有重要作用,并且在生物中普遍存在。 Ago蛋白是RNA诱导的沉默复合体的核心组分,它能够利用microRNA作为引导链靶向完全或不完全互补配对的mRNA分子,从而降解目的mRNA或者抑制目的mRNA的翻译。王艳丽研究员的团队过去对于引导链-靶链完全互补配对的干扰机制进行了深入研究,但大多数的miRNA与靶链之间不能完全地互补,形成了很多突起或者错配。如此引发一些新的科学问题,例如,不同位点的突起和错配对向导链-靶链所形成的双螺旋产生什么样的影响?Ago蛋白如何容纳这些突起和错配?这些突起和错配对Ago活性的影响?突起和错配位于不同位点时所造成的影响有什么区别?
在本项研究中,王艳丽课题组及其合作者发现单碱基凸起发生在引导链或者靶链对Ago结构和切割活性的影响不同。研究发现,单碱基凸起如果发生在引导链上(7T8,5A6和4A5)只是在凸起位点引起Ago局部构象的变化,而对于核酸双链的碱基堆积以及对靶链的切割影响很小。但是,如果单碱基凸起发生在靶链的种子区中(6’U7’和6’A7’)能够引起复合物结构明显的构象变化,从而影响对靶链的切割。结合生物化学和结构研究,科研人员发现,单碱基凸起6’N7’对于引导链和靶链的互补稳定性以及切割活性的影响较大。此外,由于引导链的5’末端第一个碱基不与靶链形成互补配对,所以当该位置的碱基发生变化时,对引导链和靶链的互补稳定性以及Ago蛋白的切割活性影响较小。
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第一作者。该项研究得到了国家自然科学基金(项目编号:91440201)以及金沙集团1862cc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。
图示 TtAgo蛋白引导链(7T8和4A5)单碱基凸起结构图
(供稿:王艳丽课题组)