循环microRNA已成为各种疾病的潜在预后生物标志物。它们用作细胞发出的微备忘录,科学家可以拦截以获得对细胞和疾病状态的实时见解。但是,建立标准化的microRNA检测平台仍然是一个挑战。在这里,我们使用三种不同的RNA聚合酶将RNA诱导的沉默复合物(RISC)整合到一个复杂的无细胞合成遗传回路中,创造了一种创新的MicroRNA生物传感器,该生物具有敏感,精确和成本效益。RISC在隔离过程中保护microRNA降解,并确保消除虚假目标相互作用,从而增强检测鲁棒性。以81 pm的检测限制,可负担性以及按需使用的可能性,该系统被证明是强大的miRNA感应工具。关键字:microRNA传感器,microRNA诊断,RNA诱导的沉默复合物,Argonaute蛋白,无细胞系统,基因回路,Sigma抗sigma因子
生殖特异性小 RNA 是动物和植物生殖系发育的重要调节因子。microRNA2118 (miR2118) 在植物中是保守的,可诱导阶段性小干扰 RNA (phasiRNA) 的产生。为了揭示 miR2118 的生物学功能,我们在此描述了 miR2118 簇大量缺失的水稻突变体。我们的结果表明,miR2118 的缺失会导致水稻严重的雄性和雌性不育,并伴有体细胞花药壁细胞的明显形态和发育异常。小 RNA 分析表明,花药壁中依赖 miR2118 的 21 核苷酸 (nt) phasiRNA 富含 U,与生殖细胞中的 phasiRNA 不同。此外,miR2118 依赖的 21-nt phasiRNA 生物合成可能涉及 Argonaute 蛋白 OsAGO1b/OsAGO1d,这些蛋白在花药壁细胞层中含量丰富。我们的研究突出了体细胞花药壁和生殖细胞之间 phasiRNA 的位点特异性差异,并证明了 miR2118/U-phasiRNA 在花药壁发育和水稻繁殖中发挥的重要作用。
摘要 Argonaute (Ago) 蛋白是存在于真核生物和原核生物中的保守可编程核酸酶,可防御移动遗传元件。几乎所有已表征的 pAgo 都倾向于切割 DNA 靶标。本文,我们描述了一种来自 Verrucomicrobia 细菌的新型 pAgo (VbAgo),它可以在 37°C 下特异性地切割 RNA 靶标而不是 DNA 靶标,并可作为具有突出催化能力的多重周转酶发挥作用。VbAgo 利用 DNA 向导 (gDNA) 在规范切割位点切割 RNA 靶标。同时,在低浓度 NaCl 下切割活性显著增强。此外,VbAgo 对 gDNA 和 RNA 靶标之间的错配表现出较弱的容忍度,位置 11 至 12 的单核苷酸错配和位置 3 至 15 的双核苷酸错配会显著降低靶标切割。此外,VbAgo 可以在 37°C 下有效切割高度结构化的 RNA 靶标。VbAgo 的这些特性拓宽了我们对 Ago 蛋白的理解,并扩展了基于 pAgo 的 RNA 操作工具箱。
与编码基因类似,miRNA 由 RNA 聚合酶 II 从 miRNA/MIR 基因转录成长的初级转录本,称为初级/pri miRNA(图1)。此后,pri-miRNA 被 RNaseIII 样酶(称为 DICER-LIKE (DCL 1))与其他蛋白质一起切割成前体/前 miRNA。这些前 miRNA 进一步由 DCL1 加工成 20-24 个核苷酸长的 miRNA:miRNA 双链体。然后,双链体在 3' 端被 HUA 增强子 1 甲基化,并通过 EXPORTIN-5 输出到细胞质中。然后将双链体加载到含有 ARGONAUTE (AGO) 蛋白的 RNA 诱导沉默复合物 (RISC) 中。来自 miRNA:miRNA 双链中只有一条 RNA 链被加载到 RISC 上,而另一条链被小 RNA 降解核酸酶降解。最后,加载的 miRNA 将 RISC 靶向其互补的 mRNA,因此,根据其与目标 mRNA 的互补程度,它可能导致两种结果。如果 miRNA 与目标 mRNA 高度同源,则可能导致 mRNA 的位点特异性裂解,而与目标 mRNA 的弱碱基配对则导致翻译抑制(图1)。
原核生物与侵入性移动遗传因素(MGE)之间的进化武器竞赛导致出现了无数的宿主防御系统,这些系统提供了免受入侵MGE的免疫力(1)。这些免疫机制包括限制性修饰(R-M),CRISPR-CAS,ARGONAUTE,CBASS,SHEDU,LAMASSU和WADJET系统(2-10)。防御系统通过限制水平基因转移(HGT)来消除入侵MGE和塑造微生物群落和生态系统的关键作用(11,12)。由于众多分子基因工程工具起源于原核基因组防御系统,因此了解原核生物免疫系统不仅对于揭开原核宿主相互作用的动力学至关重要,而且对于开发具有生物技术和药物中应用的分子工具的动力学。在重要的人类病原体弧菌霍乱中,两个DNA防御模块称为DDMABC和DDMDE合作以消除质粒,并被认为在第七大流行O1 El Tor(7pet)菌株的进化中起着关键作用(13)。ddmabc是一种类似拉马苏的防御系统,已证明质粒和噬菌体激活后会触发流产感染(7、13、14)。相比之下,DDMDE系统直接作用于小质粒,从而导致其降解(13)。结构建模表明DDME是一种核
植物免疫中的RNA沉默:超越武器竞赛?Sara Lopez-Gomollon,David C Baulcombe *植物科学系,剑桥大学,唐宁街,剑桥CB2 CB2 CB2 3EA UK *通信D.C.B.:dcb40@cam.ac.uk摘要RNA沉默已被很好地确定为植物中的一种抗病毒系统,在该植物中,小(S)RNA指导防御靶标对病毒RNA或DNA中的靶标的Argonaute蛋白效应子。病毒编码的沉默抑制剂抵消了这种防御系统。本综述总结了有关抗病毒RNA沉默的最新发现,包括RNA通过plasmodesmata的运动以及植物如何区分自我与病毒RNA。我们还描述了新兴的图片,即除抗病毒防御外,RNA沉默在针对非病毒病原体的植物免疫力中发挥作用。通过囊泡和其他结构以及通过这些生物体编码的沉默抑制器的作用,RNA向感染的植物细胞向感染的植物细胞的反式运动介导了这种对一般免疫力的影响。也存在RNA沉默对一般免疫力的影响,因为宿主编码的SRNA,包括微(MI)RNA,调节植物先天免疫系统中的类似点状受体和防御信号通路。这些RNA沉默途径构成了一个过程网络,对植物的免疫状态具有正面和负面影响。引言植物中的RNA沉默首先被确定为转基因和病毒感染的转录后机制1,2。它是由病毒或转基因RNA触发的,关键的中间分子是双链(DS)或DICER的发夹RNA底物(植物中的DCL)。在某些系统中,DSRNA由作用于单个链分子的RNA依赖性RNA聚合酶(RDR)产生,而21-24NT RNA DCL衍生的片段通常称为小(S)RNA(Box 1)。这些片段的单链衍生物与Argonaute(AGO)蛋白形成核蛋白,它们通过Watson-Crick Base配对引导它们以靶向RNA。agos是核酸酶,在规范的RNA沉默中(图1A),靶RNA被裂解SRNA的相反位置10,尽管存在如下所述的变体机制。该系统在抗病毒防御中有效,因为特异性是由源自病毒基因组的SRNA赋予的。由于每个双链RNA的DICER裂解成多个SRNA(Box 1),它也具有扩增属性。此外,SRNA在细胞之间是可移动的,因此它们可以在感染前部或前方或前方的病毒RNA和Prime Agos之前移动或前进(图1B)。与其他防御系统一样,带有RNA沉默,并且与宿主病原体相互作用的“武器竞赛”概念一致,病毒编码了抑制器,这些抑制器抵消了RNA沉默3-5的防御作用(Box 2和图2)。包括蠕虫,昆虫和哺乳动物在内的动物在感染细胞中产生病毒SRNA 2,6,7,对病毒的保护很可能是RNA的保守而古老的作用
1。Rekdal,V.,Villalobo-Escobed,J.,Valeron Rodris,NNeurospora来自传统发酵食品中级,使食物转化为废物。微生物学性质,1-18。2。polaRNA -RNA分析:协议电流,4(5),E1054。*校正。3。Enrique-Felix,E。E.,Perz-Salazar,C.,Rico-Red,J.G.,Carvalo退款(2024)。类型和敏感的敏感交流三胚层的偏盘,并在真菌帕拉什主义过程中使用和使用。频谱微生物学,12(4),EH03165-23。*再次对应。4。Villalobo-Escow,JM,Merces,M。B.,Adams,C.,Cauffman,W。B.,Malmstrom,R。R.,A。M.,&Greetings,N。L.(2023)。范围内的适应性谱分子分子分子用三霉菌外代谢物进行了攻击。PLOS Genetics,19(8),E1010909。*再次对应。
1。Rekdal,V.,Villalobo-Escobed,J.,Valeron Rodris,NNeurospora来自传统发酵食品中级,使食物转化为废物。微生物学性质,1-18。2。polaRNA -RNA分析:协议电流,4(5),E1054。*校正。3。Enrique-Felix,E。E.,Perz-Salazar,C.,Rico-Red,J.G.,Carvalo退款(2024)。类型和敏感的敏感交流三胚层的偏盘,并在真菌帕拉什主义过程中使用和使用。频谱微生物学,12(4),EH03165-23。*再次对应。4。Villalobo-Escow,JM,Merces,M。B.,Adams,C.,Cauffman,W。B.,Malmstrom,R。R.,A。M.,&Greetings,N。L.(2023)。范围内的适应性谱分子分子分子用三霉菌外代谢物进行了攻击。PLOS Genetics,19(8),E1010909。*再次对应。