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生化学:PIWIドメイン-siRNAガイド複合体から得られるmRNA認識についての構造的な考察

Nature 434, 7033 doi: 10.1038/nature03462

RNA干渉とそれに関連したRNAサイレンシング現象では、短いアンチセンスガイドRNA分子によって標的遺伝子の発現が抑制される。アミノ末端にPAZ (PIWI/Argonaute/Zwilleの略)ドメインを、カルボキシ末端にPIWIドメインを有するArgonauteタンパク質は、こうした機構に必須の因子である。本研究では、低分子干渉RNA(siRNA)様二本鎖と複合体を作った、好熱性硫黄細菌Archaeoglobus fulgidus由来のPiwiタンパク質(AfPiwi)の結晶構造を示す。この二本鎖RNAは、Piwiタンパク質におおいかぶさっている標的mRNAに結合したガイドRNA鎖5'末端を模している。この構造には高度に保存された金属結合部位が含まれており、この部位がガイドRNAの5'末端ヌクレオチドを固定している。二重鎖の最初の塩基対はほどけており、ガイドRNAの5'末端ヌクレオチドと標的鎖の相補的ヌクレオチドは分離していて、標的鎖は短いチャネル内から3'末端が突出している。塩基対を形成している残りのヌクレオチドはA型へリックス構造をとってPIWIドメイン内のチャネルに収まっており、これが伸びれば、標的鎖中の切断を受けるリン酸基をスライサーの推定触媒部位に隣接した場所におくことができる。本研究から、Argonaute-siRNAガイド複合体による標的mRNAの認識、および切断のメカニズムについての手がかりが得られた。

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