Cell:细菌中AGO蛋白可参与DNA复制

BioArt  |   2020-08-28 08:59

来源:BioArt

Argonaute (AGO)是一类非常保守的基因家族,存在于几乎所有的真核生物中,甚至包括真细菌和古细菌【1,2】。真核生物的AGO蛋白通过结合小的非编码RNA(例如siRNA, microRNA和piRNA等),实现基于RNA引导的基因沉默。长期以来,我们主要将细菌中的AGO蛋白作为了解真核生物AGO蛋白的功能和结构的生化模型,而对细菌AGO蛋白的生物学功能一直不太清楚。 2020年8月25日,来自马萨诸塞大学医学院的Phillip D. Zamore教授在Cell发表研究“Thermus thermophilus Argonaute Functions in the Completion of DNA Replication”,该研究首次发现嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)的AGO(TtAgo)蛋白结合来自DNA复制终点的15-18nt的DNA片段,并与DNA复制相关蛋白互作,参与DNA复制的完成。
wt_a22322000828125916_44afdf.jpg
为研究TtAgo的功能,研究者首先构建了特异性识别TtAgo的抗体,并通过免疫沉淀的方法获得了结合TtAgo的核酸。这些核酸对DNase敏感,对RNase不敏感,说明TtAgo结合的是DNA而不是RNA。结合TtAgo的DNA有两类,一类长度~1160bp,可以与整个染色体和质粒匹配,而另一类长度为15-18nt的DNA则主要来自于DNA复制的末端,这引起了研究者的兴趣。 TtAgo可结合DNA复制末端产生的小DNA片段,这提示TtAgo可能参与DNA复制。细菌的染色体呈环状,当DNA复制完成时,需要解旋酶将两条环状DNA解开。在嗜热栖热菌菌中,gyrase是唯一的拓扑异构酶II。研究者发现,当使用gyrase抑制剂ciprofloxacin处理细菌时,TtAgo可帮助完成DNA复制。而当抑制gyrase并突变TtAgo,复制后的DNA无法被解开,形成丝状连接(下图)
wt_a42302020828125916_4806a7.jpg
总的来说,该研究发现TtAgo通过结合来自于DNA复制终点的15-18nt DNA参与DNA复制的重要功能。值得注意的是,在正常培养条件下,突变TtAgo不影响细菌的生长;而在药物(gyrase抑制剂ciprofloxacin)的处理下,突变TtAgo能显著抑制细菌的生长。细菌耐药正成为不可忽视的问题,该研究发现的TtAgo在DNA复制中的功能,为开发阻止DNA复制或胞质分裂的药物提供了新的思路。此外,通过蛋白免疫沉淀联合质谱检测,研究者发现TtAgo可结合多个与DNA复制过程相关的蛋白,这可能可以解释TtAgo在DNA复制中的功能。虽然目前尚未有研究发现真核生物的AGO蛋白结合DNA,但考虑到AGO蛋白的保守性,真核生物的AGO蛋白是否也会结合相关DNA复制相关蛋白并参与DNA复制,尚需进一步研究。 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.07.036 

参考文献

1. Ozata, D.M., Gainetdinov, I., Zoch, A., O’Carroll, D., and Zamore, P.D. (2019).PIWI-interacting RNAs: small RNAs with big functions. Nat. Rev. Genet.20, 89–1082. Bartel, D.P. (2018). Metazoan MicroRNAs. Cell 173, 20–51.

来源:BioGossip BioArt

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzQyNjY1MQ==&mid=2652497328&idx=4&sn=a0172101e396ec725fcb5cada545a9b9&chksm=84e27604b395ff12f83fadda0c0ff8773ed6637eedcbaeb2e4eaa18cf2702136bef937a91886#rd

版权声明:除非特别注明,本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道,不代表本站观点,仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有,如有侵权,请联系删除。

电话:(010)86409582

邮箱:kejie@scimall.org.cn

相关推荐 换一换