揭示基因沉默跨代传递机制

在一项新的研究中，来自美国哈佛医学院、威斯康星大学和中国南京农业大学的研究人员发现线虫体内的蛋白RDE-3将pUG尾巴添加到RNA干扰（RNAi）和转座子RNA的靶标上。相关研究结果近期发表在Nature期刊上，论文标题为“poly(UG)-tailed RNAs in genome protection and epigenetic inheritance”。在这篇论文中，他们描述了他们的研究结果以及他们的研究工作可能影响人们研究基因沉默的方式。

美国科罗拉多州立大学的Kailee Reed和Taiowa Montgomery针对这项研究在同期Nature期刊上撰写了一篇标题为“Genes silenced down the generations, thanks to tails on messenger RNA”的新闻与观点（News and Views）类型文章，提出这些发现可能为研究携带pUG尾巴的RNA是否在其他物种中发挥同样的作用铺平道路。

正如Reed和Montgomery所指出的那样，小RNA是近30年前在线虫中发现的。从那时起，人们发现它们参与了许多生物过程。人们还发现，小RNA可以从一代传到下一代，这揭示了一种非基于DNA的可遗传基因沉默形式。但是在此之前，这种机制如何实现还不为人所知。在这项新的研究中，这些研究人员发现，它是通过一种称为pUG化（pUGylation，添加pUG尾巴）的过程实现的。

之前的研究工作已表明，小RNA通过附着在Argonaute/Piwi蛋白上，然后控制mRNA切割，从而启动mRNA沉默。在这项新的研究中，这些研究人员发现，受到切割的mRNA被RDE-3酶结合。他们还发现，RDE-3酶在mRNA上添加了一个尾巴，这个尾巴是由尿苷（U）和鸟嘌呤（G）核苷酸组成的。这样的pUG尾巴作为RNA聚合酶的模板发挥作用，因而它接着合成了次级小RNA。他们认为这些次级小RNA发挥着与起始小RNA相同的作用，维持mRNA沉默。他们进一步提出，切割和合成的循环是跨代基因沉默的驱动因素。从实际意义上说，他们认为这种循环是线虫让后代免受寄生虫感染的一种方式。