揭示基因沉默跨代傳遞機制

在一項新的研究中，來自美國哈佛醫學院、威斯康星大學和中國南京農業大學的研究人員發現線蟲體內的蛋白RDE-3將pUG尾巴添加到RNA干擾（RNAi）和轉座子RNA的靶標上。相關研究結果近期發表在Nature期刊上，論文標題為“poly(UG)-tailed RNAs in genome protection and epigenetic inheritance”。在這篇論文中，他們描述了他們的研究結果以及他們的研究工作可能影響人們研究基因沉默的方式。

美國科羅拉多州立大學的Kailee Reed和Taiowa Montgomery針對這項研究在同期Nature期刊上撰寫了一篇標題為“Genes silenced down the generations, thanks to tails on messenger RNA”的新聞與觀點（News and Views）類型文章，提出這些發現可能為研究攜帶pUG尾巴的RNA是否在其他物種中發揮同樣的作用鋪平道路。

正如Reed和Montgomery所指出的那樣，小RNA是近30年前在線蟲中發現的。從那時起，人們發現它們參與了許多生物過程。人們還發現，小RNA可以從一代傳到下一代，這揭示了一種非基于DNA的可遺傳基因沉默形式。但是在此之前，這種機制如何實現還不為人所知。在這項新的研究中，這些研究人員發現，它是通過一種稱為pUG化（pUGylation，添加pUG尾巴）的過程實現的。

之前的研究工作已表明，小RNA通過附著在Argonaute/Piwi蛋白上，然后控制mRNA切割，從而啟動mRNA沉默。在這項新的研究中，這些研究人員發現，受到切割的mRNA被RDE-3酶結合。他們還發現，RDE-3酶在mRNA上添加了一個尾巴，這個尾巴是由尿苷（U）和鳥嘌呤（G）核苷酸組成的。這樣的pUG尾巴作為RNA聚合酶的模板發揮作用，因而它接著合成了次級小RNA。他們認為這些次級小RNA發揮著與起始小RNA相同的作用，維持mRNA沉默。他們進一步提出，切割和合成的循環是跨代基因沉默的驅動因素。從實際意義上說，他們認為這種循環是線蟲讓后代免受寄生蟲感染的一種方式。