中國(guó)生物工程雜志ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
piRNA：一類新的非編碼小RNA?
黃雪梅 張守濤?? 王 芳 劉 偉 張一折
（鄭州大學(xué)生物工程系 鄭州 450001）
摘要 piRNA（Piwi－interactingRNA）是從哺乳動(dòng)物生殖細(xì)胞中分離得到的一類長(zhǎng)度約為30nt的小RNA,，并且這種小RNA與PIWI蛋白家族成員相結(jié)合才能發(fā)揮它的調(diào)控作用。目前,，越來(lái)越多的文獻(xiàn)表明piRNA在生殖細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育中的調(diào)控是由于Piwi?piRNA復(fù)合物引起的基因沉默導(dǎo)致的,，但由于對(duì)piRNA的研究尚處于初級(jí)階段，它的一些具體的功能和生源論尚在研究當(dāng)中,。綜述了piRNA的最新研究進(jìn)展,。
關(guān)鍵詞 piRNA 非編碼 小RNA 生殖細(xì)胞 發(fā)育
中圖分類號(hào) Q74
生物體中RNA可以分成兩大類：編碼RNA和非編碼RNA。非編碼RNA中有許多種小RNA,，在高等生物體內(nèi)存在著大量的非編碼小RNA,，它們組成了細(xì)胞中高度復(fù)雜的RNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，在調(diào)節(jié)時(shí)序發(fā)育,、細(xì)胞增殖,、不對(duì)稱發(fā)育、樹突狀脊的發(fā)育,、胚胎早期發(fā)育,、腫瘤的發(fā)生發(fā)展、干細(xì)胞分化及抗病毒等整個(gè)細(xì)胞水平的幾乎所有事件中起著重要的調(diào)控作用,。
在非編碼小RNA的研究中,，小干擾RNA（siRNA）和微小RNA（microRNA,，miRNA）的研究起步較早、研究也較深入,。siRNA是一類約21～25nt的RNA分子,，由Dicer（RNAaseⅢ家族中對(duì)雙鏈RNA具有特異性的酶）加工而成，通過(guò)完全互補(bǔ)配對(duì)的方式與目標(biāo)mRNA結(jié)合,，引起其降解,，從而導(dǎo)致靶基因的的沉默。miRNA是一種長(zhǎng)度為21～25nt的單鏈小分子RNA,。它廣泛存在于真核生物中,，成熟的miRNA，5′端有一個(gè)磷酸基團(tuán),，3′端為羥基,，它是由70～90個(gè)堿基、具發(fā)夾結(jié)構(gòu)單鏈RNA前體（pre miRNA）經(jīng)過(guò)Dicer酶加工而成,，主要通過(guò)與靶標(biāo)基因不完全互補(bǔ)結(jié)合,，進(jìn)而抑制翻譯或促進(jìn)mRNA聚腺苷酸尾巴（polyAtail）的去除等方式調(diào)控靶基因的表達(dá)［1］。但最近的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),，生物體內(nèi)還存在與前兩種小RNA長(zhǎng)度不同的另一類非編碼小RNA,，它們的長(zhǎng)度約為30nt，通過(guò)與Argonaute家族蛋白等結(jié)合來(lái)調(diào)控mRNA的穩(wěn)定性,、蛋白質(zhì)的合成,、染色質(zhì)組織和基因組的結(jié)構(gòu)。有關(guān)piRNA的研究成果主要來(lái)自于美國(guó),、英國(guó)和日本,，尚未見國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)研究報(bào)道。
1 piRNA的發(fā)現(xiàn)
2006年7月,，Nature和Science等雜志幾乎同時(shí)報(bào)道了一類新的非編碼小RNA,，發(fā)現(xiàn)它們與生殖細(xì)胞發(fā)育密切相關(guān)［2，3］,。最初,，Aravin等［2］發(fā)現(xiàn)了該種小RNA，他們?cè)?個(gè)月大的C57BL／6J雄性小鼠中利用離心淘析技術(shù)從輸精小管中獲得了生殖細(xì)胞,。從小鼠全睪丸組織的全細(xì)胞裂解液中進(jìn)行了MILI核糖核蛋白復(fù)合體的免疫共沉淀分離了核酸,，并利用親和方法純化了抗MILI?pepN2的抗體收集了一段多肽。從小鼠和人的睪丸總RNA中分離出的小RNA進(jìn)行凝膠純化,，克隆和測(cè)序,。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有兩種不同大小的小RNA：26～28nt和30nt左右的RNA。為了鑒定不同的RNA類群,，他們克隆和測(cè)定了從睪丸中獲得的MILI interactingRNA和小RNA,，長(zhǎng)度范圍在18～26nt和24～33nt之間。序列分析表明85％為MILI?interactingRNA,，88％的是含有5′U嘧啶的24～33nt的RNA,。基因組的聚類分析對(duì)應(yīng)了1500多條MILI?interactingRNA的序列,，根據(jù)在最大距離為15kb的兩個(gè)連續(xù)位點(diǎn)之間,，表明有80％的克隆只來(lái)源于42個(gè)基因區(qū)，我們還發(fā)現(xiàn),，76％的這些序列確立了22～23nt的庫(kù),，也對(duì)應(yīng)于相同的區(qū)域，這些區(qū)域也似乎同時(shí)產(chǎn)生了原本存在于睪丸總RNA中的26～28nt的MILI?interactingRNA和富含29～31nt的RNA,。他們根據(jù)Piwi蛋白家族的成員MILI與這些小RNA
