Cell子刊：piRNA，DNA的贴身保镖
生殖细胞的DNA一直处于严密的保护之下，欧洲分子生物学实验室EMBL的研究团队日前为人们揭示了这个至关重要的保护机制，相关论文发表在七月九日的Cell Reports杂志上。
转座子又称为跳跃基因，是一种“自私”的DNA链。转座子能够进行自我复制，还能在染色体不同位点之间跳跃，会导致基因失活甚至引发癌症。转座子对于生殖细胞特别危险，可能导致不孕或严重影响后代的发育。为此，许多生物在进化过程中形成了一套保护生殖细胞基因组的特殊机制，piRNA通路。
piRNA发现于2006年，是长约30nt的小RNA。piRNA与PIWI蛋白一同束缚转座子，摧毁这些跳跃基因产生的mRNA，或者沉默细胞核内的跳跃基因。piRNA的复杂性在进化过程中经历了爆炸式增长，科学家们认为人体内的piRNA总共可能有数百万种。
十多年来piRNA通路一直是生物学研究的热点领域，但人们对piRNA的形成机制依然不太了解。EMBL的研究人员将人工“跳跃基因”插入果蝇生殖细胞，以便跟踪分析piRNA的活动。研究显示，piRNA会在细胞质中结合跳跃基因的mRNA和PIWI蛋白，引导PIWI蛋白切掉mRNA的前端使其沉默。
不过，摧毁跳跃基因的mRNA仅仅是一个开始。研究人员惊讶的发现，PIWI蛋白和piRNA会沿着mRNA继续切割，每次切掉30nt并将其转化为新piRNA。这一过程被形象地称为“inchworming”。
随后，新piRNA结合能够进入细胞核的PIWI蛋白，在那里识别DNA中的跳跃基因，指导PIWI蛋白将其沉默。“我们以为只会看到跳跃基因mRNA在细胞质中被沉默。但实际上它被转化为新piRNA，并与PIWI蛋白一同进入细胞核，对转座子进行沉默。这一发现令我们非常意外，”文章的资深作者Ramesh Pillai说。
“这一过程明显增加了能够识别特定跳跃基因的piRNA数量。装备上新piRNA的PIWI蛋白，可以在细胞核中靶标正确的基因，更有效的将其沉默。”
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