分析細胞卓越中心等發表關于piRNA的綜述文章

　　9月14日，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）研究員劉默芳研究組和法國蒙彼利埃大學人類遺傳學研究所教授Martine Simonelig團隊合作，在Nature Reviews Molecular Cell Biology上，在線發表了題為Emerging roles and functional mechanisms of PIWI-interacting RNAs的長文綜述。該論文系統總結了piRNA前體轉錄、piRNA生成、piRNA通路機制與功能，概述了piRNA調控在果蠅和小鼠生殖細胞發育分化及在生殖障礙、腫瘤和神經退行性疾病等人類疾病中的新功能。

　　piRNA是一類小分子非編碼RNA，因特異性地與PIWI蛋白結合而被命名為PIWI-interacting RNA，簡稱piRNA。與其他小分子非編碼RNA如miRNA或siRNA相比，piRNA長度更長（23-31 nt），且5′端有1U偏好性、3′末端有2′-O-甲基化修飾。從加工途徑來看，miRNA和siRNA分別由RNase III（Dicer）切割發夾形和長雙鏈前體轉錄本產生；而piRNA由長單鏈轉錄本產生，不依賴于Dicer。

　　PIWI-piRNA復合物在動物生殖細胞中特異性表達，主要發揮沉默轉座元件（transposable element，TE）、維持生殖細胞基因組穩定性和完整性的功能。然而，劉默芳研究組等發現，PIWI-piRNA復合物調控了生殖細胞中大量蛋白編碼基因，豐富了piRNA在動物配子發生中的功能機制，開啟了該領域研究的新方向。自2006年piRNA發現以來，研究證明，從節肢動物到哺乳動物，盡管在不同模式動物的作用有所不同，piRNA調控通路對精子發生、卵子發生或二者都至關重要。此外，劉默芳研究組等還發現，PIWI-piRNA調控異常與多種人類疾病相關。

　　該綜述從piRNA的生物生成、調控機制和生物學功能出發，系統地總結和梳理了piRNA前體轉錄、piRNA的加工、piRNA的靶向規則、PIWI-piRNA復合物沉默轉座元件和調控編碼基因的機制、piRNA調控通路在動物生殖發育和人類疾病中的作用等內容，并展望了未來piRNA領域的研究方向和未解決的科學問題。

　　研究工作得到科技部、國家自然科學基金、上海市科學技術委員會和中科院的支持。中國科學院大學杭州高等研究院的科研人員參與研究。