生化学：piRNA生合成におけるZucchiniエンドリボヌクレアーゼの構造と機能
Nature 491, 7423 doi: 10.1038/nature11509
piRNA（PIWI-interacting RNA）はトランスポゾンを抑制し、動物の生殖組織でゲノムの品質を管理する。piRNAは、その生合成機構に基づき、一次piRNAと二次piRNAに分類される。一次piRNAは、一次生成経路により、ゲノム中のpiRNAクラスターから転写された長い非コードRNA前駆体から産生される。この経路には、関与するリボヌクレアーゼの存在が予測されていたが、その分子実体は不明であった。今回我々は、ミトコンドリアに局在するホスホリパーゼD（PLD）スーパーファミリーの一員であるZucchini（Zuc）が、一次piRNA生合成に必須のエンドリボヌクレアーゼであることを示す。我々は、キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）に由来するZuc（DmZuc）の結晶構造を1.75 Å分解能で解明した。その構造から、DmZucの二量体界面には、正に帯電した、一本鎖RNAとは結合できるが二本鎖RNAには結合できない狭い溝が存在することが明らかになった。DmZucとそのマウスホモログのMmZuc（Pld6やMitoPLDとしても知られる）は、in vitroで一本鎖RNAに対するエンドリボヌクレアーゼ活性を示した。そのRNA分解産物は、成熟型piRNAの特徴である5′末端一リン酸基を持っている。変異体解析により、DmZucの保存された活性部位残基は、in vitroでのリボヌクレアーゼ活性、およびin vivoでのpiRNA成熟とトランスポゾン抑制に必須であることが明らかになった。我々は、Zucエンドリボヌクレアーゼが一次piRNAの成熟に重要な役割を果たす、動物生殖細胞系でのpiRNA生合成モデルを提案する。
