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移動性RNA干渉の根底には、短い干渉RNAデュプレックスの移動と差動消費がある。
Movement and differential consumption of short interfering RNA duplexes underlie mobile RNA interference.
PMID: 32632272 DOI: 10.1038/s41477-020-0687-2.
抄録
RNA干渉（RNAi）では、RNase III Dicerが長鎖二本鎖RNA（dsRNA）を短鎖干渉RNA（siRNA）に処理し、それをARGONAUTE（AGO）ファミリータンパク質にロードすると、遺伝子のサイレンシングを実行します。驚くべきことに、RNAiは細胞外で自律的に作用することができ、移植片の透過性があり、形質転換タンパク質が細胞間の拡散を調節する。それにもかかわらず、関与する分子メカニズムは、おそらく実験環境の違いを反映して、まだ明確に定義されていない。他の注意点としては、これらはほとんどの場合、人為的に人為的に移動を増加させ、それによって一次RNAi標的転写物が二次siRNAの更なるdsRNAソースに変換されます。siRNAの移動が自然に透過性を必要とするかどうか、また、細胞間移動と長距離移動のシグナルが同じか異なるかどうかは、移動性シグナル分子自体の同一性と同様に、まだ不明である。長い一本鎖RNA、dsRNA、遊離/AGO結合二次siRNA、一次siRNAの移動はすべて提唱されているが、植物の移動性RNAiのすべての既知の症状に必要かつ十分な実体はまだ明らかにされていない。ここでは、同じ一次ＲＮＡｉシグナルが、３つの異なるＲＮＡｉソースからの血管から表皮への移動と長距離サイレンシングの移動の両方を可能にしていることを示す。移動体は、長さと配列が独立して広がるAGOフリーの一次siRNAデュプレックスである。しかし、その移動には、移動した細胞タイプのAGOレパートリーを反映した選択的なsiRNA枯渇が伴う。移動とこの AGO による消費プロセスを組み合わせることで、質的に異なるサイレンシング領域が形成され、単なるグラディエントでは得られない無限の空間的な遺伝子制御パターンが可能になる可能性がある。
In RNA interference (RNAi), the RNase III Dicer processes long double-stranded RNA (dsRNA) into short interfering RNA (siRNA), which, when loaded into ARGONAUTE (AGO) family proteins, execute gene silencing. Remarkably, RNAi can act non-cell autonomously: it is graft transmissible, and plasmodesmata-associated proteins modulate its cell-to-cell spread. Nonetheless, the molecular mechanisms involved remain ill defined, probably reflecting a disparity of experimental settings. Among other caveats, these almost invariably cause artificially enhanced movement via transitivity, whereby primary RNAi-target transcripts are converted into further dsRNA sources of secondary siRNA. Whether siRNA mobility naturally requires transitivity and whether it entails the same or distinct signals for cell-to-cell versus long-distance movement remains unclear, as does the identity of the mobile signalling molecules themselves. Movement of long single-stranded RNA, dsRNA, free/AGO-bound secondary siRNA or primary siRNA have all been advocated; however, an entity necessary and sufficient for all known manifestations of plant mobile RNAi remains to be ascertained. Here, we show that the same primary RNAi signal endows both vasculature-to-epidermis and long-distance silencing movement from three distinct RNAi sources. The mobile entities are AGO-free primary siRNA duplexes spreading length and sequence independently. However, their movement is accompanied by selective siRNA depletion reflecting the AGO repertoires of traversed cell types. Coupling movement with this AGO-mediated consumption process creates qualitatively distinct silencing territories, potentially enabling unlimited spatial gene regulation patterns well beyond those granted by mere gradients.