文章编号 ：１００４－０３７４（２０１０）０７－０６２８－０６
收稿日期：２０１０－０５－０５；修回日期：２０１０－０５－１３基金项目：国家自然科学基金项目（３０９７０６１８）＊通讯作者：Ｅ－ｍａｉｌ： ｌｇｗｕ＠ｓｉｂｓ．ａｃ．ｃｎ
赵 雅，吴立刚＊
（中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所，
分子生物学国家重点实验室，上海 ２０００３１）
mirna靶基因分析摘 要：ｍｉＲＮＡ （ｍｉｃｒｏＲＮＡ）是一类广泛存在于高等真核细胞中的长度约为２１个碱基的小分子非编码
ＲＮＡ，参与调控三分之一以上基因的表达，并与多种人类疾病存在重要关联。而ｓｉＲＮＡ（ｓｍａｌｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇＲＮＡ）是ＲＮＡ干扰（ＲＮＡ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ， ＲＮＡｉ）中的效应分子，其结构和作用机制与ｍｉＲＮＡ存在许多类似之处。由于ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ具有重要的生物学功能。因此，对它们作用机制的理解具有非常重要的理论意义和应用指导价值。该综述将对它们作用机制的研究进展做一总结和回顾。关键词：ｍｉＲＮＡ；ｓｉＲＮＡ；非编码ＲＮＡ；作用机制中图分类号： Ｑ５２； Ｑ９５ 文献标识码：Ａ
Multiple mechanisms of gene expression regulation
by microRNA and siRNA
ZHAO Ya, WU Li-gang*
(Institute of Biochemistry and Cell Biology, Shanghai Institutes for Biological
Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China)
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｕｋａｒｙｏｔｉｃ ｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｅｎｃｏｄｅ ｎｕｍｅｒｏｕｓ ｓｍａｌｌ ｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇ ＲＮＡｓ （ｎｃＲＮＡｓ）， ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｏｕｓａｎｄｓ
ｏｆ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅ ｉｎ ａｌｍｏｓｔ ｅｖｅｒｙ ｂｉｏｌｏｇｙ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓ－ｔｉｃ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｈｏｗ ｔｈｅｓｅ ｓｍａｌｌ ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ ｉｎｈｉｂｉｔ ｏｒ ｓｔｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅｉｒ ｔａｒｇｅｔ ｇｅｎｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｓｔｉｌｌ ｌａｃｋｉｎｇ．Ｒｅｃｅｎｔ ｓｔｕｄｉｅｓ ｈａｖｅ ｕｎｃｏｖｅｒｅｄ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｂｙ ｗｈｉｃｈ ｍｉｃｒｏＲＮＡ （ｍｉＲＮＡ） ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｉｎｇ ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ） ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅｉｒ ｔａｒｇｅｔ ｍＲＮＡ ｐｏｓｔ－ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ ｏｒ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｌｙ． Ｔｈｉｓ ｒｅｖｉｅｗ ｗｉｌｌ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｂｙ ｍｉＲＮＡ ａｎｄ ｓｉＲＮＡ ｉｎ ａｎｉｍａｌｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｉＲＮＡ； ｓｉＲＮＡ； ｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇ ＲＮＡ； ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
在很长一段时间里，ＲＮＡ被认为仅仅是ＤＮＡ和蛋白质之间的“过渡”，一如其在中心法则中的“位置”。随着对基因表达调控研究的深入，越来越多的证据表明，ＲＮＡ在生命过程中扮演的角远比我们早先设想的重要。除了负责编码蛋白质的ｍＲＮＡ，真核生物的基因组中还存在大量非编码序列，
并且这些非编码序列在基因组中所占的比例也随着物种的进化而急剧增加。近期的研究发现，基因组中绝大多数的非编码序列都可以被转录，产生大量的非编码ＲＮＡ（ｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇ ＲＮＡ， ｎｃＲＮＡ），对
基因的表达调控和功能执行起到举足轻重的作用。特别是包括ｍｉｃｒｏＲＮＡ （ｍｉＲＮＡ）和ｓｉＲＮＡ（ｓｍａｌｌ ｉｎｔｅｒ－ｆｅｒｉｎｇ ＲＮＡ）在内的小分子非编码ＲＮＡ，更是成为ＲＮＡ家族新涌现的“明星分子”，屡获科学界大奖的青睐，使得ＲＮＡ大有从中心法则的“中间”跃居“中心”之势。在此我们将对两类具有代表
629第７期赵 雅，等：基因表达调控多面手——ｍｉｃｒｏＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ的作用机制
性的小分子非编码ＲＮＡ——ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ在动物中的作用机制做一综述。
１ ｍｉＲＮＡ的作用机制
ｍｉＲＮＡ是一类长度约为２１个碱基的小分子非编码ＲＮＡ。包括人类和哺乳动物在内的大部分真核生物的基因组都编码数百种ｍｉＲＮＡ，并且在不同组织和发育阶段，ｍｉＲＮＡ的表达水平具有显著差异，呈现出明显的时空特异性。目前认为ｍｉＲＮＡ直接调控基因组中三分之一以上基因的表达，参与了细胞增殖、分化、凋亡和代谢等几乎所有的生命过程。同时，越来越多的证据表明，ｍｉ
ＲＮＡ的表达异常与包括癌症、心血管疾病、病毒感染在内的多种疾病的发生发展密切相关［１］。因此，对ｍｉＲＮＡ作用机制的理解具有非常重要的理论意义和应用指导价值。
大部分ｍｉＲＮＡ的产生首先是由细胞核内的ＲＮＡ聚合酶ＩＩ转录出一个包含茎环结构的初级前体（ｐｒｉ－ｍｉＲＮＡ），ｐｒｉ－ｍｉＲＮＡ的长度从数百到数万个碱基不等，并且具有帽子结构和多聚腺苷酸尾巴（ｐｏｌｙ（Ａ）ｔａｉｌ）。而少数种类的ｐｒｉ－ｍｉＲＮＡ则由ＲＮＡ聚合酶Ⅲ转录产生。ｐｒｉ－ｍｉＲＮＡ产生后，在核内被Ⅲ型核酸内切酶Ｄｒｏｓｈａ及其辅助因子ＤＧＣＲ８（人类中为ＤＧＣＲ８蛋白、果蝇中为Ｐａｓｈａ蛋白）所识别，并在距离ｐｒｉ－ｍｉＲＮＡ茎环结构中单／双链结构分界点约１１个碱基处被剪切，形成长度约为７０个碱基的ｍｉＲＮＡ前体（ｐｒｅ－ｍｉＲＮＡ）。ｐｒｅ－ｍｉＲＮＡ通常具有茎环结构，在切口的３＇端留有２￣３个核苷酸的悬垂，这种结构特征可以被核内的转运蛋白Ｅｘｐｏｒｔｉｎ５识别，通过Ｒａｎ－ＧＴＰ依赖性的机制，ｐｒｅ－ｍｉＲＮＡ被转运到细胞质中，在另一种ＩＩＩ型核酸内切酶Ｄｉｃｅｒ及其辅助因子ＴＲＢＰ的共同作用下剪切加工成约２１个碱基长度的ｍｉＲＮＡ∶ｍｉＲＮＡ＊双链［１］。这种双链ｍｉＲＮＡ分子很快与包括Ａｒｇｏｎａｕｔｅ（Ａｇｏ）蛋白在内的其他多种蛋白质结合，形成ＲＮＡ诱导的沉默复合体ＲＩＳＣ（ＲＮＡ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｉｌｅｎｃｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘ），又称为ｍｉＲＮＰ（ｍｉｃｒｏｒｉｂｏｎｕｃｌｅｏｐｒｏｔｅｉｎ）。ｍｉＲＮＡ∶ｍｉＲＮＡ＊双链中５＇端碱基配对稳定性较低的链被保留，成为成熟体ｍｉＲＮＡ；另一
条链（ｍｉＲＮＡ＊）则通常迅速被降解［２］。最新的研究表明，ｍｉＲＮＡ的前体加工还存在不依赖于Ｄｉｃｅｒ的其他途径，例如ｐｒｅ－ｍｉＲ－４５１可以形成特殊的二级结构，直接被Ａｇｏ２所识别并切割加工形成成熟体ｍｉＲＮＡ［３，４］。
成熟体ｍｉＲＮＡ与多种蛋白质因子结合组装形成ＲＩＳＣ复合体后，通过碱基互补配对识别靶标ｍＲＮＡ，并在更多蛋白质因子的参与下调控基因的表达。已知的ｍｉＲＮＡ的靶位点大多位于ｍＲＮＡ的３＇非翻译区，但有一些报道表明，ｍｉＲＮＡ也可以与位于ｍＲＮＡ编码区的靶位点结合，如在肿瘤细胞中，ｍｉＲ－２４可以作用于ＦＡＦ１的编码区而调控细胞凋亡［５］。目前已知绝大多数ｍｉＲＮＡ主要通过抑制翻译和引发ｍＲＮＡ降解这两种机制发挥调控功能。翻译抑制是最先被发现的ｍｉＲＮＡ作用机制，但一直缺乏明确和统一的模型。多个研究组的实验证据表明，ｍｉＲＮＡ主要在翻译的起始阶段发挥抑制作用，如通过与翻译起始复合物竞争ｍＲＮＡ 的５＇帽子结构［６，７］，或是影响核糖体大小亚基的聚合［８］等。然而，也有实验证据表明，ｍｉＲＮＡ亦能在翻译的其他阶段起作用，如减缓核糖体在翻译中的移动速度［９］、促进新生多肽链的共翻译降解［１０］或促进核糖体的提早解离等［１１］。研究结果的多样性提示我们，在不同的发育阶段和细胞类型中，或对于不同的靶标ｍＲＮＡ，ｍｉＲＮＡ可能通过不同的机制发挥作用。
虽然早期的报道认为ｍｉＲＮＡ仅在ｍＲＮＡ翻译水平上抑制基因的表达，但随后的研究证据表明，ｍｉＲＮＡ也可以直接影响ｍＲＮＡ的稳定性，该机制同样是ｍｉＲＮＡ调节基因表达的重要方式之
一。ｍｉＲＮＡ可以加速脱去靶基因ｍＲＮＡ上３＇末端的多聚腺苷酸尾巴（ｐｏｌｙ（Ａ） ｔａｉｌ），直接导致ｐｏｌｙ（Ａ）结合蛋白ＰＡＢＰＣ１的逐步丢失，并促进脱帽酶ＤＣＰ１和ＤＣＰ２对ｍＲＮＡ ５＇端帽子结构（ｍ７ＧｐｐｐＮ）的切除，最终导致ｍＲＮＡ失去５＇和３＇端的保护而被核酸外切酶迅速降解。其中，脱腺苷酸化（ｄｅａｄｅｎｙｌａｔｉｏｎ）是整个ｍＲＮＡ降解过程中关键性的第一步，也是其限速步骤。在果蝇和哺乳动物细胞中的研究都表明ＣＣＲ４－ＮＯＴ复合体中的ＣＡＦ１是催化该过程的关键核酸酶［１２，１３］。ｍｉＲＮＡ可能通过Ａｇｏ蛋白直接招募ＣＡＦ１［１４］，也可能通过ＲＩＳＣ结合在ｍＲＮＡ上改变ｍＲＮＰ的结构和功能［１３］，从而促进ｍＲＮＡ的降解。
那么ｍｉＲＮＡ介导的翻译抑制和ｍＲＮＡ降解这两种作用机制之间的关系如何呢。目前大多数实验证据认为两者是相互独立的过程。在哺乳动物细胞中进行的体内实验显示，在ｍＲＮＡ的５＇非翻译区引入一个稳定的茎环结构阻碍其翻译后，并不影响ｍｉＲＮＡ加速ｍＲＮＡ的脱腺苷酸化和降解；反之，以组蛋白ｍＲＮＡ ３＇末端茎环结构替代ｐｏｌｙ（Ａ）尾巴后，ｍｉＲＮＡ虽然不能加速ｍＲＮＡ的脱腺苷酸化，但仍然可以抑制翻译［１５］。在以果蝇胚胎和人类细胞胞浆提取物进行的体外实验中，使用人造帽子类似
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物替代ｍＲＮＡ ５＇端天然帽子或利用小分子化合物阻断ｍＲＮＡ翻译之后，ｍｉＲＮＡ仍能有效促进ｍＲＮＡ的脱腺苷酸化和降解［１６，１７］。不仅如此，这两种作用机制引起的后果也有本质区别：ｍＲＮＡ降解是不可逆的调控方式，ｍＲＮＡ一旦被降解就永远消失了；而翻译抑制是可逆的调控方式，翻译被抑制的ｍＲＮＡ在抑制作用被解除后可以重新进行翻译。例如，在正常生理条件下，ＣＡＴ－１ ｍＲＮＡ的翻译被肝脏特异性表达的ｍｉＲ－１２２抑制，ｍＲＮＡ被运输并储存在Ｐ ｂｏｄｙ中。当外界生理条件发生改变时，ＣＡＴ－１ ｍＲＮＡ可以在ＨｕＲ蛋白的作用下从Ｐ ｂｏｄｙ中被释放出来并重新开始翻译［１８］。正是由于ｍｉＲＮＡ引发的翻译抑制和ｍＲＮＡ降解是相互独立、不为因果关系的两种作用机制，因而它们产生的作用效果具有累加效应。通过可逆和不可逆的这两种不同作用机制的组合，ｍｉＲＮＡ可以更为有效和灵活地完成真核生物中复杂的基因表达调控功能。
２ ｓｉＲＮＡ的作用机制
ｓｉＲＮＡ是随着ＲＮＡ干扰（ＲＮＡ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ＲＮＡｉ）而成名的一类长约２１个碱基的小分子ＲＮＡ。ＲＮＡ干扰最早是在线虫中发现的一种由双链ＲＮＡ引发的基因沉默现象，Ａｎｄｒｅｗ Ｚ． Ｆｉｒｅ和Ｃｒａｉｇ Ｃ． Ｍｅｌｌｏ因此于２００６年被授予诺贝尔生理学或医学奖。后来的研究证实不论是长的双链ＲＮＡ（ｄｏｕｂｌｅ－ｓｔｒａｎｄ ＲＮＡ，ｄｓＲＮＡ）或小发夹ＲＮＡ（ｓｍａｌｌ ｈａｉｒｐｉｎ ＲＮＡ， ｓｈＲＮＡ），最后
都要被Ｄｉｃｅｒ加工成２１个碱基长度的功能性双链小ＲＮＡ——ｓｉＲＮＡ。ｓｉＲＮＡ在细胞质内与包括Ａｇｏ在内的相关蛋白质因子结合形成ＲＩＳＣ复合体，通过碱基配对识别靶标ＲＮＡ。在镁离子和ＡＴＰ的参与下，Ａｇｏ蛋白利用其核酸内切酶活性切割与之完全互补配对的靶标ＲＮＡ，产生具有５＇磷酸基和３＇羟基末端的ｍＲＮＡ片段，使之更易受到５＇或３＇核酸外切酶的攻击而快速降解。这种机制即是通常所说的ＲＮＡ干扰。
随着对ＲＮＡ干扰现象认识的深入，目前认为ｓｉＲＮＡ与ｍｉＲＮＡ的区别主要在于它们的来源不同：通常ｓｉＲＮＡ由外源引入，而ｍｉＲＮＡ由基因组编码并转录产生。在作用机制上ｓｉＲＮＡ与ｍｉＲＮＡ则非常类似，同样存在多种作用方式，具体采用哪种机制由其与靶标ｍＲＮＡ上识别位点的互补程度而决定［１９－２１］。当ｓｉＲＮＡ与靶位点序列完全互补配对时，ＲＩＳＣ中的Ａｇｏ２直接切割靶标ｍＲＮＡ，导致其被快速降解［２２］。而当ｓｉＲＮＡ与靶位点序列不完全互补配对时，则与ｍｉＲＮＡ类似，可以介导翻译抑制和加速ｍＲＮＡ脱腺苷酸化和降解［２３］，被称作ＲＮＡ干扰的脱靶现象（ｏｆｆ－ｔａｒｇｅｔ）［２４］。在运用ＲＮＡ干扰技术沉默特定靶标基因时常常会发生脱靶现象，这是目前ＲＮＡ干扰领域亟待解决的难题之一。
ｍｉＲＮＡ与靶标ｍＲＮＡ完全互补配对的情况多见于植物中，且靶位点常常位于转录因子ｍＲＮＡ的蛋白质编码区内。而在动物体内，绝大多数ｍｉＲＮＡ只与靶位点部分互补配对，因而不会介导靶标ｍＲＮＡ的直接切割。哺乳动物中ｍｉＲＮＡ通过类似ＲＮＡ干扰机制发挥功能的，目前仅在小鼠
中发现ｍｉＲ－１９６对ＨｏｘＢ８基因的调控这一例［２５］。
３ ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ的其他调控机制
绝大多数情况下，ｍｉＲＮＡ在转录后水平对基因表达起负调控作用，但也有少量研究报道显示，在特定条件下，ｍｉＲＮＡ可以采取其他方式调节基因的表达。例如，在血清饥饿导致细胞分裂受阻的条件下，Ａｇｏ２与ＦＸＲ１结合，以某种未知的机制提高靶标ｍＲＮＡ的翻译效率［２６］。而ｍｉＲ－１０ａ可以与核糖体ＲＮＡ结合并增强它们的活性，在全局水平上调ｍＲＮＡ的翻译效率［２７］。虽然绝大多数ｍｉＲＮＡ需要与Ａｇｏ蛋白结合后才能发挥功能，但最新的研究表明，ｍｉＲ－３２８可以直接结合ｈｎＲＮＰ Ｅ２，从而解除ｈｎＲＮＰＥ２对Ｃ／ＥＢＰ ｍＲＮＡ的翻译抑制作用，最终促进髓系祖细胞向粒细胞的分化［２８］。不仅如此，有些病毒在进化过程中还产生了一些特殊的机制，利用宿主细胞中的ｍｉＲＮＡ为病毒自身的复制和翻译服务。例如肝脏细胞特异性表达的ｍｉＲ－１２２与ＨＣＶ基因组ＲＮＡ ５＇非翻译区的靶位点结合后，可以促进ＨＣＶＲＮＡ的复制［２９］。而Ｈｅｎｋｅ等［３０］报道ｍｉＲ－１２２在翻译起始阶段促进核糖体与ＨＣＶ ＲＮＡ的结合，显著增强ＨＣＶ ＲＮＡ的翻译。有趣的是，如果ＨＣＶ ５＇非翻译区的靶位点被插入到报告基因ｍＲＮＡ的３＇非翻译区，那么该报告基因便如其他ｍＲＮＡ一样翻译被ｍｉＲＮＡ所抑制。
除了在转录后水平上调控基因的表达，一些研究报道显示，ｓｉＲＮＡ和ｍｉＲＮＡ还可以在转录水平上发挥作用。裂殖酵母（Ｓｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｐｏｍｂｅ）中惟一的Ａｇｏ蛋白可以结合来自着丝粒重复序列的ｓｉＲＮＡ，形成ＲＩＴＳ （ＲＮＡ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎ－ｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ｇｅｎｅ ｓｉｌｅｎｃｅｉｎｇ）复合体。ＲＩＴＳ招募甲基转移酶到染体的特定区域，造成组蛋白Ｈ３Ｋ９的甲基化，从而促进异染质的形成，引起基因沉默［３１］。
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随后，在包括植物、真菌、果蝇和线虫等多种生物体中均发现ＲＩＳＣ能在细胞核中发挥功能，表明ＲＩＳＣ的转录调控活性在真核生物中广泛存在［３２］。然而，对于哺乳动物细胞中ｓｉＲＮＡ和ｍｉＲＮＡ在转录过程中是否具有直接的调控功能仍有较多争议。有报道显示一部分Ａｇｏ蛋白和ｍｉＲＮＡ可以定位在哺乳动物细胞核内，并且ｓｉＲＮＡ能够有效降解核内的靶标ＲＮＡ，说明核内可能存在具有核酸内切酶活性的Ａｇｏ２［３３，３４］。另外的研究发现，针对报告基因启动子区的ｓｉＲＮＡ可以显著下调基因表达，为ｓｉＲＮＡ参与转录调控提供了更为直接的证据，其作用机制可能是Ａｇｏ蛋白通过与ＲＮＡ聚合酶Ⅱ以及组蛋白赖氨酸甲基转移酶结合，造成组蛋白Ｈ３Ｋ９和Ｈ３Ｋ２７的甲基化，促进异染质的形成而导致基因沉默［３５－３７］。此后发现针对内源基因，如孕酮受体基因转录起始位点的ｓｉＲＮＡ也能起到抑制转录的作用，染质免疫沉淀实验显示
孕酮受体基因的启动子区结合有Ａｇｏ蛋白［３８］。出乎意料的是，另一些研究却发现针对启动子区的外源ｓｉＲＮＡ能激活转录。这一激活效应同样需要Ａｇｏ２蛋白的参与，并且导致ｓｉＲＮＡ靶位点附近的组蛋白Ｈ３Ｋ９去甲基化［３９］。目前关于ｓｉＲＮＡ在哺乳动物细胞中参与转录调控的报道很有限，还缺乏可信的作用机制支持，有待于更多的后续研究进一步确认。
４ 与ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ功能相关的重要蛋白质因子
尽管ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ的调控角如此重要且多样，但它们自身的作用主要是充当向导帮助识别并结合ｍＲＮＡ上的靶序列，真正发挥调节功效的是与ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ直接或间接结合的各种蛋白质因子。这些蛋白质因子同ｍｉＲＮＡ或ｓｉＲＮＡ一起被称为ＲＩＳＣ复合体。其中一些蛋白直接参与ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ的调节作用，是ＲＩＳＣ的核心组分，而另一些则可能主要帮助维持复合体的结构或起辅助性的作用。
Ａｇｏ蛋白是最早发现的，也是最重要的ＲＩＳＣ核心成员之一，其功能已经在包括酵母、线虫、果蝇和哺乳动物等多种生物中得到广泛的验证。它直接与ｍｉＲＮＡ结合，对ｍｉＲＮＡ的成熟及靶序列识别均至关重要。Ａｇｏ蛋白相对分子质量约为１００ ｋ，含有ＰＡＺ、ＭＩＤ和ＰＩＷＩ三个特征结构域。其中，ＰＡＺ结构域识别Ｄｉｃｅｒ切割形成的ＲＮＡ ３＇悬垂碱基；ＭＩＤ结构域可以特异结合小ＲＮＡ ５＇端的磷酸基团，从而将小ＲＮＡ锚定在Ａｇｏ蛋白上；ＰＩＷＩ结构域
包含类似核酸酶ＲＮａｓｅ Ｈ的催化核心结构，但在进化过程中，部分Ａｇｏ家族成员的ＰＩＷＩ结构域中氨基酸序列发生改变而丧失了原有的核酸内切酶活性。Ａｇｏ蛋白的结构特征在进化中高度保守，但在不同的物种中，Ａｇｏ家族成员的数目有显著差异：裂殖酵母中仅有１种， 而线虫中多达２７种［４０］； 包括人类在内的哺乳动物表达４种Ａｇｏ蛋白，它们均可结合ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ［３４，４１］，并都能介导翻译抑制和ｍＲＮＡ降解［１３，４２］。但其中只有Ａｇｏ２具有核酸内切酶活性，是ＲＮＡ干扰中的重要功能分子［３４，４１］。果蝇中Ａｇｏ蛋白包括Ａｇｏ１和Ａｇｏ２，其中Ａｇｏ１参与ｍｉＲＮＡ介导的基因调控，而Ａｇｏ２执行ＲＮＡ干扰的功能［４０］。Ａｇｏ蛋白在生物体各组织中广泛表达，但各个成员间的相对表达量在各个组织中有较大差异，对ＲＮＡ干扰的脱靶效应造成不同程度的影响。通常情况下，Ａｇｏ１、３、４相对Ａｇｏ２的表达量越高，ＲＮＡ干扰的脱靶现象越严重［２３］。Ａｇｏ蛋白的另一亚家族是Ｐｉｗｉ家族，与另一种小ＲＮＡ——ｐｉＲＮＡ结合，主要在生殖细胞中表达，对生殖细胞的生成具有重要功能，它的功能和机制将在本刊的另一综述中详述。
Ａｇｏ蛋白直接与ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ结合，但其基因表达调控功能的发挥还依赖于与之相互作用的其他蛋白因子。例如与小ＲＮＡ加工相关的Ｄｉｃｅｒ、ＰＡＣＴ；在ｍｉＲＮＡ介导的ｍＲＮＡ降解中起重要作用的ＣＣＲ４－ＮＯＴ复合体；与ＡＵ－Ｒｉｃｈ元件（ＡＲＥ）介导的ｍＲＮＡ降解相关的ＴＴＰ；以及与ｍｉＲＮＡ介导的ｍＲＮＡ降解和翻译抑制相关的ＭＯＶ１０、ＲＣＫ和
ＴＮＲＣ６蛋白家族。除以上在ｍｉＲＮＡ介导的基因调控中起作用的Ａｇｏ结合蛋白之外，还鉴定出一些在ｍｉＲＮＡ作用途径中功能不明的Ａｇｏ结合蛋白。如甲基转移酶ＰＲＭＴ５；ｍＲＮＡ ５＇端脱帽酶ＤＣＰ１与ＤＣＰ２；翻译起始因子ｅＩＦ４Ｅ；Ｇｅｍｉｎ小体成员Ｇｅｍｉｎ３和Ｇｅｍｉｎ４；以及与ｍＲＮＡ的核质运输有关的ＦＭＲ１、ＦＸＲ１和ＦＸＲ２［４０］。后续的研究发现其中一些蛋白只在特定条件下或以特殊的方式对ｍｉＲＮＡ介导的基因表达起调控作用，可能不是大部分ｍｉＲＮＡ发挥功能都必需的通用因子。在这些被鉴定出的蛋白质因子中，ＴＮＲＣ６蛋白家族的功能得到了广泛的认可。多个实验室的研究显示ＴＮＲＣ６与Ａｇｏ蛋白具有相互作用，且该相互作用对ｍｉＲＮＡ介导的基因表达调控是必需的，因而目前认为ＴＮＲＣ６
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是另一个重要的ＲＩＳＣ核心成员。ＴＮＲＣ６蛋白家族在果蝇中只有Ｇａｗｋｙ１个成员，线虫中有ＡＩＮ－１和ＡＩＮ－２ 两个成员，人类则有ＴＮＲＣ６ Ａ、Ｂ 、Ｃ三个成员。其中最早发现的是ＴＮＲＣ６ Ａ，因其相对分子质量为１８２ ｋ且富含甘氨酸（Ｇ）和氨酸（Ｗ），又被命名为ＧＷ１８２。在哺乳动物细胞中，由于功能冗余的缘故，通过ＲＮＡ干扰的方法单独下调任何一种ＴＮＲＣ６蛋白，都只部分影响ｍｉＲＮＡ的抑制作用［４３－４５］。线虫中的遗传分析发现ＡＩＮ－１（线虫中的ＴＮＲＣ６同源蛋白）和ＡＬＧ－１（线虫中的Ａｇｏ同源蛋白）都参与了发育时序调控，且一者的突变能加强另一者突变的表型，表明ＡＩＮ－１和ＡＬＧ－１可能是同一途径
的重要组分［４６］。由于果蝇中ＴＮＲＣ６家族只有一个成员Ｇａｗｋｙ，利用ＲＮＡ干扰的方法发现受Ｇａｗｋｙ与Ａｇｏ１（果蝇中参与ｍｉＲＮＡ作用途径的Ａｇｏ蛋白）调控的ｍＲＮＡ种类极为相似，并且Ｇａｗｋｙ的基因抑制功能不依赖于Ａｇｏ蛋白，充分说明，ＴＮＲＣ６蛋白是Ａｇｏ下游的ＲＩＳＣ重要功能组分［１２］。ＴＮＲＣ６Ａ蛋白最初是由自身免疫病患者的血清筛ＨｅＬａ细胞ｃＤＮＡ库而发现的［４７］。使用这种患者的血清进行免疫染，可以在细胞质中发现一种离散的点状结构，这一结构不与任何已知的细胞器重叠，被称为Ｐ ｂｏｄｙ。随后发现ｍｉＲＮＡ和一些ｍＲＮＡ降解相关的因子，如ＤＣＰ１和ＸＲＮ１等共定位在Ｐ ｂｏｄｙ中［４８］。但近期的实验结果表明，ＴＮＲＣ６蛋白具有Ｐ ｂｏｄｙ定位这一现象与ｍｉＲＮＡ的调控功能可能并无直接联系［４９］。以上的研究结果提示我们，由于ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ作用机制的多样性与复杂性，与小ＲＮＡ或Ａｇｏ蛋白间是否存在相互作用不应该成为判断该蛋白因子在小ＲＮＡ的调控作用中是否具有重要功能的标准。一些具有重要功能的蛋白因子可能由于与小ＲＮＡ间的相互作用非常短暂或不稳定，而无法用常规的生化方法（如免疫共沉淀等）检测到。
５ 结语
ｍｉＲＮＡ自身的表达受到严格的时空调控，而每种ｍｉＲＮＡ可以调节多个基因的表达，同一基因亦可同时接受多种ｍｉＲＮＡ的调控。不仅如此，ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ调节基因表达的方式和作用机制也是多种多样，在不同的蛋白因子的参与下，ｍｉＲＮＡ可以在翻译、ｍＲＮＡ稳定性和转录
等多种水平发挥负调控或正调控功能。正是通过这种复杂的组合关系，ｍｉＲＮＡ可以更为精确和高效地调控一系列基因的表达，从而构成真核生物复杂的基因表达调控网络。目前我们对以ｍｉＲＮＡ和ｓｉＲＮＡ为代表的非编码ＲＮＡ作用机制的了解仅仅是冰山一角。非编码ＲＮＡ的世界是一个崭新的世界，其多样性和复杂度远远超出我们先前的想象，令人浮想联翩。对新的非编码ＲＮＡ类型、作用机制和功能的研究和发现，将为我们解读生命产生和进化的奥秘开启新的大门。
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ａｌ． Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｂｙ Ｌｅｔ－７ ｍｉｃｒｏＲＮＡ ｉｎ ｈｕｍａｎ ｃｅｌｌｓ．Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００５， ３０９（５７４０）： １５７３－６
［８］Ｃｈｅｎｄｒｉｍａｄａ ＴＰ， Ｆｉｎｎ ＫＪ， Ｊｉ Ｘ， ｅｔ ａｌ． ＭｉｃｒｏＲＮＡ ｓｉｌｅｎｃｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈ ＲＩＳＣ ｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔ ｏｆ ｅＩＦ６． Ｎａｔｕｒｅ， ２００７， ４４７（７１４６）：８２３－８
［９］Ｍａｒｏｎｅｙ ＰＡ， Ｙｕ Ｙ， Ｆｉｓｈｅｒ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｔｈａｔ ｍｉｃｒｏＲＮＡｓａｒｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｒａｎｓｌａｔｉｎｇ ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ ＲＮＡｓ ｉｎ ｈｕｍａｎｃｅｌｌｓ． Ｎａｔ Ｓｔｒｕｃｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ， ２００６， １３（１２）： １１０２－７
［１０］Ｎｏｔｔｒｏｔｔ Ｓ， Ｓｉｍａｒｄ ＭＪ， Ｒｉｃｈｔｅｒ ＪＤ． Ｈｕｍａｎ ｌｅｔ－７ａ ｍｉＲＮＡｂｌｏｃｋｓ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｎ ａｃｔｉｖｅｌｙ ｔｒａｎｓｌａｔｉｎｇｐｏｌｙｒｉｂｏｓｏｍｅｓ． Ｎａｔ Ｓｔｒｕｃｔ Ｍｏｌ Ｂｉｏｌ， ２００６， １３（１２）： １１０８－１４
［１１］Ｐｅｔｅｒｓｅｎ ＣＰ， Ｂｏｒｄｅｌｅａｕ ＭＥ， Ｐｅｌｌｅｔｉｅｒ Ｊ，
ｅｔ ａｌ． Ｓｈｏｒｔ ＲＮＡｓｒｅｐｒｅｓｓ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｍｍａｌｉａｎ ｃｅｌｌｓ． ＭｏｌＣｅｌｌ， ２００６， ２１（４）： ５３３－４２
［１２］Ｂｅｈｍ－Ａｎｓｍａｎｔ Ｉ， Ｒｅｈｗｉｎｋｅｌ Ｊ， Ｄｏｅｒｋｓ Ｔ， ｅｔ ａｌ． ｍＲＮＡｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｍｉＲＮＡｓ ａｎｄ ＧＷ１８２ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｂｏｔｈ ＣＣＲ４：ＮＯＴ ｄｅａｄｅｎｙｌａｓｅ ａｎｄ ＤＣＰ１：ＤＣＰ２ ｄｅｃａｐｐｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ．Ｇｅｎｅｓ Ｄｅｖ， ２００６， ２０（１４）： １８８５－９８
［１３］Ｐｉａｏ Ｘ， Ｚｈａｎｇ Ｘ， Ｗｕ Ｌ， ｅｔ ａｌ． ＣＣＲ４－ＮＯＴ ｄｅａｄｅｎｙｌａｔｅｓｍＲＮＡ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ＲＮＡ－ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｉｌｅｎｃｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘｅｓｉｎ ｈｕｍａｎ ｃｅｌｌｓ． Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ， ２０１０， ３０（６）： １４８６－９４
［１４］Ｆａｂｉａｎ ＭＲ， Ｍａｔｈｏｎｎｅｔ Ｇ， Ｓｕｎｄｅｒｍｅｉｅｒ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ｍａｍｍａ－ｌｉａｎ ｍｉＲＮＡ ＲＩＳＣ ｒｅｃｒｕｉｔｓ ＣＡＦ１ ａｎｄ ＰＡＢＰ ｔｏ ａｆｆｅｃｔ ＰＡＢＰ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｄｅａｄｅｎｙｌａｔｉｏ
ｎ． Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ， ２００９， ３５（６）： ８６８－８０［１５］Ｗｕ Ｌ， Ｆａｎ Ｊ， Ｂｅｌａｓｃｏ ＪＧ． ＭｉｃｒｏＲＮＡｓ ｄｉｒｅｃｔ ｒａｐｉｄｄｅａｄｅｎｙｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍＲＮＡ． Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ， ２００６， １０３（１１）： ４０３４－９
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