細菌阿爾古蛋白在沉默外來核酸中的作用

　　在真核細胞中，阿爾古蛋白在由小RNA調節的基因沉默中扮演了一個重要角色。在最近一期的《分子細胞》中，Alexei Aravin和同事證明了一種細菌阿爾古蛋白在沉默外來核酸中的作用。

　　阿爾古蛋白被發現存在于一系列的細菌和古生菌中。盡管已經有幾種晶體結構可用，并且對于一些細菌阿爾古蛋白的基質綁定特征已經有了一些初步的描述，然而迄今為止，很少有試驗能夠洞察它們在活體內的生物學功能。

　　作者對于類球紅細菌的阿爾古蛋白的核酸綁定特征很感興趣，并且在描繪綁定的核酸之前，通過表達和純化蛋白質開始了研究。綁定核酸的兩個不同片段被發現：一小部分小RNA，長度大部分是15到19個核苷酸;一小部分DNA，長度大部分是22到24個核苷酸。

　　阿爾古綁定RNA(作者將其稱為DNA-相互作用RNA(diRNAs))的克隆和測序突出了朝向在第一個位置有尿苷的RNA的一個強烈偏重——這一特征同時也存在于許多被真核阿爾古蛋白綁定的小RNA。作者發現，diRNAs能夠映射到大部分來自類球紅細菌染色體和內生質粒的感官轉錄物，此外還表現出了朝向阿爾古表達質粒的一種強烈偏重。在RNA前體中并沒有發現偏向特別主要或二級結構的證據。這意味著diRNAs不是直接源自mRNAs，就是源自mRNA降解的產物。

　　對類球紅細菌阿爾古-綁定22至24個核苷酸小DNA片段(作者將其稱為RNA-相互作用DNA(riDNAs))的一個類似的深度分析隨后完成。 riDNAs對diRNAs進行了補充，并且與diRNAs類似，映射到類球紅細菌染色體和內生質粒，盡管與diRNAs相比，它們表現出了朝向阿爾古表達質粒的更強烈的偏重。對riDNAs更進一步的分析表現出了多拷貝轉位子和噬菌體基因的強化。

　　為了調查阿爾古蛋白識別外來核酸的能力，作者利用大腸桿菌作為一種異種宿主，并且發現，類球紅細菌阿爾古蛋白的表達減少了表達質粒的形成，同時減少了質粒DNA的降解。野生型和阿爾古-缺陷類球紅細菌血吸蟲的對比分析顯示在全部基因表達中并沒有差別;然而，當表達了熒光素梅和LacI的一個質粒被引入阿爾古-缺陷類球紅細菌菌株時，熒光素梅和LacI轉錄物的水平出現了兩倍的增加，這意味著類球紅細菌阿爾古蛋白能夠從外來質粒中抑制基因表達。

　　顯然地，確定與之相關的分子機制細節還有很長的路要走，但這項研究提供了第一個實驗證據，支持了一種假設，即細菌阿爾古蛋白以外來核酸為目標。