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タイトルStructural insights into RNA cleavage by PIWI Argonaute.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 639, Issue 8053, Page 250-259, Year 2025
掲載日2025年1月15日
著者Zhiqing Li / Qikui Xu / Jing Zhong / Yan Zhang / Tianxiang Zhang / Xiaoze Ying / Xiaoli Lu / Xiaoyi Li / Li Wan / Junchao Xue / Jing Huang / Ying Zhen / Zhao Zhang / Jianping Wu / En-Zhi Shen /
PubMed 要旨Argonaute proteins are categorized into AGO and PIWI clades. Across most animal species, AGO-clade proteins are widely expressed in various cell types, and regulate normal gene expression. By ...Argonaute proteins are categorized into AGO and PIWI clades. Across most animal species, AGO-clade proteins are widely expressed in various cell types, and regulate normal gene expression. By contrast, PIWI-clade proteins predominantly function during gametogenesis to suppress transposons and ensure fertility. Both clades use nucleic acid guides for target recognition by means of base pairing, crucial for initiating target silencing, often through direct cleavage. AGO-clade proteins use a narrow channel to secure a tight guide-target interaction. By contrast, PIWI proteins feature a wider channel that potentially allows mismatches during pairing, broadening target silencing capability. However, the mechanism of PIWI-mediated target cleavage remains unclear. Here we demonstrate that after target binding, PIWI proteins undergo a conformational change from an 'open' state to a 'locked' state, facilitating base pairing and enhancing target cleavage efficiency. This transition involves narrowing of the binding channel and repositioning of the PIWI-interacting RNA-target duplex towards the MID-PIWI lobe, establishing extensive contacts for duplex stabilization. During this transition, we also identify an intermediate 'comma-shaped' conformation, which might recruit GTSF1, a known auxiliary protein that enhances PIWI cleavage activity. GTSF1 facilitates the transition to the locked state by linking the PIWI domain to the RNA duplex, thereby expediting the conformational change critical for efficient target cleavage. These findings explain the molecular mechanisms underlying PIWI-PIWI-interacting RNA complex function in target RNA cleavage, providing insights into how dynamic conformational changes from PIWI proteins coordinate cofactors to safeguard gametogenesis.
リンクNature / PubMed:39814893
手法EM (単粒子)
解像度2.6 - 3.9 Å
構造データ

60609

9iiy

EMDB-60609, PDB-9iiy:
Cryo-EM Structure of EfPiwi-piRNA-target (25-nt, bilobed)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.0 Å

60610

9iiz

EMDB-60610, PDB-9iiz:
Cryo-EM Structure of EfPiwi-piRNA-target (25-nt, comma)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.8 Å

60611

9ij0

EMDB-60611, PDB-9ij0:
Cryo-EM Structure of MILI-piRNA-target (8-nt)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

60612

9ij1

EMDB-60612, PDB-9ij1:
Cryo-EM Structure of MILI-piRNA-target (22-nt, bilobed)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.2 Å

60613

9ij2

EMDB-60613, PDB-9ij2:
Cryo-EM Structure of MILI-piRNA-target (22-nt, comma)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.9 Å

60614

9ij3

EMDB-60614, PDB-9ij3:
Cryo-EM Structure of MILI-piRNA-target (26-nt)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

60615

9ij4

EMDB-60615, PDB-9ij4:
Cryo-EM Structure of MILI(K852A)-piRNA-target (26-nt)
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

60616

9ij5

EMDB-60616, PDB-9ij5:
Cryo-EM Structure of MILI(K853A)-piRNA-target
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.8 Å

化合物

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-MN:
Unknown entry

由来
  • homo sapiens (ヒト)
  • ephydatia fluviatilis (カワカイメン)
  • mus musculus (ハツカネズミ)
キーワードRNA BINDING PROTEIN/RNA / Piwi protein / Pi-RNA / Argonaute / RNA BINDING PROTEIN-RNA complex

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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