DRB4辅助的长RNA加工以及DCL4在植物中生成21核苷酸siRNA的分子基础

《Nature Plants》：Molecular basis of DRB4-assisted long RNA processing and 21-nucleotide siRNA biogenesis by DCL4 in plants

植物中DCL4-DRB4复合物通过21核苷酸长度测量和长RNA偏好机制实现siRNA生物合成。

　　

摘要

小RNA（包括microRNA、小干扰RNA（siRNA）和PIWI相互作用RNA）是一类具有调控功能的RNA，在基因表达调控、生物发育、病毒防御以及环境响应中发挥着关键作用¹。microRNA和siRNA的生物合成依赖于Dicer家族的核糖核酸酶，这些酶能够识别、切割其双链RNA底物^2,3。在拟南芥（Arabidopsis）中，DICER-LIKE 4（DCL4）与双链RNA结合蛋白4（DRB4）协同作用，生成21个核苷酸长的siRNA，从而实现转录后基因沉默^{4,5,6,7,8,9,10,11。本研究确定了DCL4在具有切割活性的构象下与RNA形成的复合物结构，以及DCL4与DRB4在切割前的复合物结构。DCL4通过其PAZ结构域和RNase III结构域之间的区域来测量RNA的长度，从而确定生成的siRNA的长度。DCL4特有的结构环路使得DCL4和DRB4的双链RNA结合域能够定位在底物RNA的远端位置，这表明该复合物更倾向于选择较长的RNA底物。我们的研究揭示了DCL4–DRB4复合物在植物中识别底物、测量RNA长度以及偏好长RNA底物的分子机制，为21个核苷酸长siRNA的生物合成提供了理论依据。}