TurboID邻近标记揭示生殖系Argonaute蛋白的相互作用网络

root 提交于 周三, 09/23/2026 - 08:47
在生殖系中,小RNA介导的基因调控通路与不同物种中被称为生殖颗粒的相分离凝聚体相关。由于生殖颗粒的生物物理特性使其难以进行纯化,因此我们采用体内邻近标记方法TurboID,解析秀丽隐杆线虫(C. elegans)中定位于生殖颗粒的Argonaute蛋白——CSR-1、PRG-1/Piwi、PPW-2/WAGO-3、WAGO-1和WAGO-4——以及作为比较对象的富集于细胞核中的Argonaute蛋白HRDE-1的邻近相互作用网络。我们发现,尽管CSR-1和WAGO-4结合相同的一组22G小RNA,并靶向一组相互重叠的生殖系基因,但二者具有不同的邻近相互作用网络。将WAGO-4从生殖颗粒中移出后,显示出一组不同的相互作用蛋白,这些蛋白参与染色体生物学过程,并提示WAGO-4可能具有核内功能。PRG-1/Piwi、WAGO-1和PPW-2/WAGO-3参与同一通路并共享相互作用网络,而HRDE-1则呈现出不同的相互作用网络,提示其可能影响剪接,而非发挥广泛认可的组蛋白修饰功能。我们对其他小RNA通路因子(包括RNA依赖性RNA聚合酶RRF-1)进行TurboID分析,揭示了该蛋白潜在的核内功能;此外,将我们的TurboID数据与已发表的邻近标记数据进行整合,使我们能够鉴定出一组由11种蛋白组成的核心因子,其中大多数尚未得到表征,它们在生育力、生殖颗粒组织以及跨代表观遗传继承中发挥作用。其中一种因子D2005.4似乎是一种定位于生殖颗粒的血红素结合蛋白,含有四肽重复结构域,能够与所有生殖颗粒Argonaute蛋白相互作用,并可能在生殖颗粒中发挥支架或酶学功能。总之,我们的研究凸显了邻近标记技术在揭示Argonaute蛋白及小RNA通路因子功能,以及鉴定可能对生殖细胞生物学具有重要意义的新因子方面的实用价值。

julie.claycomb{at}utoronto.ca

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在生殖系中,小RNA介导的基因调控通路与跨物种均存在的、被称为生殖颗粒的相分离凝聚体相关。由于生殖颗粒的生物物理特性,其纯化具有一定挑战性。因此,我们采用体内邻近标记方法 TurboID,解析秀丽隐杆线虫(*C. elegans*)中定位于生殖颗粒的 Argonaute 蛋白——CSR-1、PRG-1/Piwi、PPW-2/WAGO-3、WAGO-1 和 WAGO-4——的邻近互作网络,并以富集于细胞核的 Argonaute 蛋白 HRDE-1 作为比较对象。我们发现,尽管 CSR-1 和 WAGO-4 结合相同的一组 22G 小RNA,并靶向一组相互重叠的生殖系基因,但二者具有不同的邻近互作网络。将 WAGO-4 从生殖颗粒中移除后,涉及染色体生物学的不同互作因子得以显现,并提示 WAGO-4 可能具有核内功能。PRG-1/Piwi、WAGO-1 和 PPW-2/WAGO-3 参与同一通路并共享一个互作网络,而 HRDE-1 则呈现出独特的互作网络,提示其可能影响剪接,而非发挥广泛认可的组蛋白修饰功能。我们还对其他小RNA通路因子进行了 TurboID 分析,包括 RNA 依赖性 RNA 聚合酶 RRF-1,由此发现该蛋白可能具有核内功能;此外,将我们的 TurboID 数据与已发表的邻近标记数据进行整合,使我们能够鉴定出一组由 11 个蛋白组成的核心因子,其中大多数尚未得到表征,但它们在生育、生殖颗粒组织以及跨代表观遗传继承中发挥作用。其中一个因子 D2005.4 似乎是一种定位于生殖颗粒、具有四肽重复结构域并能结合血红素的蛋白;它可与所有生殖颗粒 AGO 蛋白发生互作,可能在生殖颗粒中发挥支架或酶促作用。总体而言,持有人为作者/资助方,其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。

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发布于 2026 年 9 月 22 日。

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Sebastian Fuentes-Otalora, Samantha Del Borrello, Ismail I Irshaid, Isaac Martinez Ugalde, Gwynneth McLeod, Veronica Venditti, Cassandra J Wong, Anne-Claude Gingras, Julie M Claycomb

bioRxiv 2026.09.21.753052; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.21.753052

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Sebastian Fuentes-Otalora, Samantha Del Borrello, Ismail I Irshaid, Isaac Martinez Ugalde, Gwynneth McLeod, Veronica Venditti, Cassandra J Wong, Anne-Claude Gingras, Julie M Claycomb

bioRxiv 2026.09.21.753052; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.21.753052


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.21.753052v1?rss=1

🏷️ TurboID邻近标记 Argonaute蛋白 生殖颗粒 小RNA通路 秀丽隐杆线虫 生殖系相互作用网络