Abstract
The nucleolytic activity of animal Argonaute proteins is deeply conserved, despite its having no obvious role in microRNA-directed gene regulation. In mice, Ago2 (also known as Eif2c2) is uniquely required for viability, and only this family member retains catalytic competence. To investigate the evolutionary pressure to conserve Argonaute enzymatic activity, we engineered a mouse with catalytically inactive Ago2 alleles. Homozygous mutants died shortly after birth with an obvious anaemia. Examination of microRNAs and their potential targets revealed a loss of miR-451, a small RNA important for erythropoiesis. Though this microRNA is processed by Drosha (also known as Rnasen), its maturation does not require Dicer. Instead, the pre-miRNA becomes loaded into Ago and is cleaved by the Ago catalytic centre to generate an intermediate 39 end, which is then further trimmed. Our findings link the conservation of Argonaute catalysis to a conserved mechanism of microRNA biogenesis that is important for vertebrate development
چکیده
علیرغم آنکه هیچ شاهدی مبنی بر نقش پروتئینهای Argonaute در تنظیم مستقیم microRNA وجود ندارد، ولی فعالیت نوکلئولایتیک آنها بشدت حفظ شده است. در موش، Ago2 (Eif2c2 نیز نامیده میشود) بطور خاص برای زندهمانی لازم است، و تنها این عضو خانواده ویژگی کاتالیتیک خود را حفظ کرده است. ما برای بررسی فشار تکاملی برای حفظ فعالیت آنزیمی Argonaute، یک موش با اللهای غیرفعال کاتالیتیکی را مورد مهندسی قرار دادیم. موتانهای هموزیگوت کمی پس از تولد بعلت آنمی میمردند. آزمایش microRNAها و هدفهای بالقوه آنها، از دست رفتن miR-451، یک RNAی کوچک مهم برای خونسازی، را نشان داد. اگرچه این میکروRNAتوسط Drosha (Rnasen نیز نامیده میشود) پردازش میشود، بلوغ آن نیازی به برش ندارد. در مقابل، pre-miRNA به شکل Ago بارگذاری شده و توسط مرکز کاتالیتیک Ago شکسته میشود تا در انتهای َ3 حدواسطی را تشکیل دهد، که بعداً از بین میرود. یافتههای ما ارتباطی بین حفاظت کاتالیزی Argonaute و یک مکانیسم حفاظت شده بیوسنتز میکروRNA برقرار میکند که برای تکوین مهرهداران حائز اهمیت میباشد.
1-مقدمه
پروتئینهای Argonaute افکتورهای کلیدی مسیرهای تنظیمی بواسطه RNA کوچک هستند که بیان ژن و ساختار و عمل کروموزومی را تنظیم کرده، و دفاع ایمنی علیه ویروسها و ترانسپوزونها ایجاد میکند (1). ساختار پروتئینهای Ago بخوبی حفظ شده، دارای دومین آمینو در انتها، دومین Mid، و PAZ شناساگر دومینهای Piwi میباشد. ارتباطات عملکردی-ساختاری در این خانواده بخوبی در حال شناسایی است (2). دومینهای PAZ و Mid به اتصال به راهنمای RNA کوچک کمک میکنند، PAZ با باند شدن به انتهای َ3 با استفاده از یک سری از واحدهای آروماتیک حفظ شده و دومین Mid با باند شدن به انتهای َ5. دومین Piwi دارای موتیف RNAase H است که در توالی اولیه پنهان بوده، اما بآسانی در ساختار سوم تشخیص داده میشود. قرار گرفتن هدف مکمل بر Ago، فسفات آزادی را بوجود میآورد، در مقابل نوکلئوتیدهای 10 و 11 راهنمای RNAی کوچک، به محل فعال آنزیم رفته، موجب شکست RNA میشوند و فسفات انتهای َ5 و OH انتهای َ3 جدا میشوند...