在Cell杂志在线版上公布了来自冷泉港实验室(实验室管理),HHMI等处的研究人员发表了题为“The structure of human Argonaute-2 in complex with miR-20a”的文章,解析了一种结合在RNA上的人类蛋白三维原子结构,其上的这段RNA片段能“指导”蛋白沉默基因,这种蛋白就是有名的Ago2(Argonaute-2)蛋白,它在RNA干扰过程中扮演了一种关键的调控作用。
领导这一研究的是冷泉港实验室结构生物学家Leemor Joshua-Tor,她表示,“关于人类Argonaute-2蛋白的结构,以及其与RNA向导之间的相互作用的详细信息,极大的促进了我们对于这种蛋白生物学机制的理解”,“这些人类Argonaute与重要RNA结合的精确结构信息,能助力基础研究——理解基因的功能,以及促进RNAi技术的发展——RNAi可以作为临床应用的一种治疗策略。”
细胞内某个基因要发挥作用,需要其DNA首先拷贝成mRNA,然后这种转录信息利用细胞蛋白合成机器,翻译成蛋白质,但是当一个Argonaute-2蛋白结合到向导RNA小片段上的时候——这种RNA小片段有可能是短小的干扰RNA,或者是miRNAs,就会拦截mRNA分子。这种向导RNA能作为定位装置,帮助Argonaute-2蛋白靶向mRNA。“但是我们还不了解其中Argonaute活性的生物学功能,以及机制”,Joshua-Tor说,“因此我们接下来聚焦于高等生物中这种蛋白的结构,比如哺乳动物中的Argonaute蛋白,这些生物中Argonaute功能和靶标确认的相关信息,可以从文献中获取。”
结果他们发现,人类Argonaute-2蛋白总体结构与结构域组成,和古细菌中结构相似,其中miRNA锚定在mid和PAZ结构域末端,在结合槽(binding groove)中形成k转折(k-turn)。而且这种miRNA的结合显著提高了Argonaute-2蛋白的稳定性,使其能保持稳定的蛋白构象。