来源:中国生物物理学会
RNAi已被利用来研究各种生物学背景下的基因功能。然而,有趣的是,到目前为止,还不清楚RNAi样机制是否可以在线粒体中起作用,而线粒体被认为是由寄生细菌引起的。难题在于,已知某些细菌具有Argonaute的同源物,即Argonaute。RNA诱导沉默复合物(RISC)中的关键酶负责在高等真核细胞中靶向RNA降解,先前研究发现特定的miRNA不仅在线粒体可检测到,而且在线粒体中也有功能。miRNA和siRNA的加工和功能基本上使用相同的机制,问题是RNAi样机制是否也可以在线粒体中起作用,不是很清楚。
线粒体是真核细胞中的内共生细胞器,可作为通过氧化磷酸化(OXPHOS)产生ATP的强大动力。有趣的是,线粒体基因组在进化过程中变化最小。例如,人类线粒体基因组的长度仅约16kb,编码2个必需的rRNA和最少的22个tRNA进行翻译,以及13个多肽,所有这些都是膜蛋白,是呼吸链复合体的一部分。基本上,线粒体中的所有生化活动都需要核基因组(nDNA)编码的蛋白质。
尽管许多nDNA编码的蛋白质携带进入线粒体的特定信号序列,但其中至少30%缺乏此类信号,以及某些RNA是否可以进入线粒体是一个开放的,值得商榷的问题。许多低等真核生物显然需要导入tRNA来进行线粒体翻译,因为有些mtDNA甚至不编码任何tRNA。
通过核酸酶保护,体外RNA导入和ClickIn分析检测线粒体中的小RNA(图源自Cell Research )
在这项研究中,试图系统地研究siRNA和小发夹RNA(shRNA)是否能够靶向mtDNA编码的转录本。有趣的是,该研究发现虽然随机设计的siRNA并不总是显示出预期的效果,但根据映射的argonaute 2(Ago2)结合峰设计的siRNA都能够以Ago2依赖性的方式特异性靶向预期的mtDNA编码的转录本。
进一步表明,大多数线粒体蛋白都非常稳定,从而阻止了在蛋白水平上检测到预期的RNAi效应,这可能解释迄今为止缺乏关于活性mitoRNAi的报道。该研究举例说明了这种新近建立的siRNA工具用于解决线粒体生物学中一些关键问题的方法,线粒体生物学一直依赖于患者来源细胞的有限资源。活跃的mitoRNAi还可作为一种技术手段,用于未来线粒体中RNA导入机制的解剖。
参考消息:
https://www.nature.com/articles/s41422-020-00394-5
本文转载自公众号“iNature”(Plant_ihuman)
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