3” →5” 核酸外切酶ERI-1調控多種RNA代謝的機制*

張怡然 劉慧泉 唐 喆 金巧軍

（西北農林科技大學植物保護學院，楊凌 712100）

RNA干擾（RNA interference，RNAi）是一種保守且普遍存在于真核生物的轉錄水平或轉錄后水平基因沉默現象。它參與調控細胞增殖、組織分化和異染色質形成等重要生物過程［1-2］。小RNA（siRNA （small interfering RNA） 和 miRNA（microRNA））是RNAi的核心組分，它們與Argonaute蛋白結合并組裝成RNA誘導沉默復合物（RNA-induced silencing complex，RISC）或RNA誘導的轉錄起始基因沉默（RNA-induced initiation of transcriptional gene silencing，RITS）復合體，靶向與之互補的mRNA并介導其降解或介導染色質修飾和異染色質形成［3］（圖1）。在擬南芥和許多其他真核生物中，均存在siRNA介導的組蛋白3第9位賴氨酸（H3K9）的甲基化及DNA甲基化參與異染色質組裝的情況［4-5］。

在一些物種中，由雙鏈RNA（double-stranded RNA，dsRNA）引發的RNA干擾是免疫系統對抗RNA病毒入侵以及轉座因子的保護機制［6-7］。一些植物病毒和昆蟲病毒中存在負向調控RNAi的因子［8-9］。有趣的是，Kennedy等［10］在線蟲中也發現了負調控RNAi的因子。他們在篩選對dsRNA敏感性增強的秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）突變體時鑒定出了負調控RNAi的因子eri(enhanced RNAi)-1。eri-1編碼一種保守的3” →5” 核酸外切酶，包含一個類ERI-1_3” hExo結構域和一個SAP結構域。前者行使外切酶功能，后者負責與雙鏈RNA結合以穩定外切酶結構域和RNA之間的互作。

ERI-1是一個高度保守的蛋白質，它通過其核酸外切酶活性影響細胞內源性siRNA（源于生物體自身編碼區或非編碼區的dsRNA經Dicer切割加工生成的siRNA）、外源性siRNA（由外源dsRNA經Dicer切割加工而成的siRNA）和miRNA（由內源基因編碼的短發夾結構RNA經Dicer加工生成的小RNA）的豐度、調控RNAi和異染色質的形成、參與5.8S rRNA的加工、降解組蛋白mRNA，從而影響不同的細胞過程［11-15］。ERI-1如何實現對多個重要細胞分子過程的調控？……