Cell發布piRNA重要發現

　　來自東京大學的一個研究小組鑒別出了一種叫做“Trimmer”酶，其參與生成了保護生殖細胞基因組免遭不必要遺傳重寫的一類小RNA。

　　“跳躍基因”（又稱轉座子）是可以在基因組中四處移動的DNA小片段。它們可以破壞宿主基因，與癌癥和其他一些疾病有關聯。因此，生物體需要控制它們，尤其是在生成動物精子和卵子的生殖細胞中，以確保后代基因組的完整性。

　　這項任務是由生殖細胞中一類叫做piRNAs（PIWI-interacting RNA）的小RNA分子來完成。piRNA的長度約為24-30個核苷酸（nt），其抑制了跳躍基因表達。人們認為piRNAs是通過修剪較長的前體：pre-piRNAs的一端至最終的長度而變成熟的。但卻一直都不清楚負責這一修剪過程的酶。

　　東京大學分子與細胞生物科學研究所的助理研究員Natsuko Izumi和教授Yukihide Tomari及同事們，鑒別出了從前未知的一種核糖核酸酶是蠶卵巢細胞中的修剪蛋白“Trimmer”。他們的數據顯示，Trimmer并非單獨行動，還需要一種PIWI相關蛋白：Papi一起來修剪pre-piRNAs的末端。并且，他們證實修剪pre-piRNAs對于piRNAs功能極為重要，并有可能發生在線粒體的表面。

　　Tomari 說“2011年我們在蠶細胞沉淀物中發現了這種修剪活動，我們知道該酶存在于沉淀物中。但由于是不溶性的，極難鑒別出Trimmer。事實上我們幾乎放棄了很多次。當我們注意到細胞的粒體碎片中有豐富的修剪活動時取得了突破。我們隨后耐心地尋找了從線粒體上溶解這種修剪活動的條件。即便如此，仍然又花了三年時間來鑒別Trimmer。第二個突破是在我們認識到Trimmer與Papi形成伙伴關系時。找到了一個與Papi互作，并具有pre-piRNA修剪活性的核酸酶，我們興奮地發現它就是我們一直在搜尋的酶。”

　　從細菌到人類，生物體都必須要保護自身對抗稱作為轉座子的寄生遺傳元件。在動物中，對抗搗亂轉座子的主要防御是piRNA信號通路。2012年，諾獎得主Craig C．Mello在Cell雜志上連發兩篇論文，介紹了一種小分子RNA：piRNAs在線蟲生殖細胞中的新作用，從中也指出了一種由piRNAs誘導的多代表觀遺傳機制。

　　2015年5月，來自奧地利科學院分子生物技術研究所（IMBA）的研究人員，揭示出了細胞利用來生成一類生殖細胞特異性的小分子調控RNAs——piRNAs的分子機制。他們的研究結果發表在Science雜志上。

　　2015年10月，冷泉港實驗室(CSHL)教授、劍橋大學CRUK劍橋學院教授Cambridge Institute領導科學家們，鑒別出Piwi系統利用一種蛋白質將細胞的基因沉默機器引導到了基因組中的正確位點，使得它能夠讓轉座子失活，且不會干擾生物體自身的基因。研究論文發表在Science雜志上。