虽然科学家们二十多年来一直知道所有细胞都使用一种称为RNA干扰的策略来调控基因表达，但一项新研究首次描述了一种特定蛋白质如何管理组装执行调控功能的分子复合物的逐步过程。
令人惊讶的发现之一是：作为干扰目标的信使RNA（mRNA）——即抑制携带该mRNA指令的蛋白质——也帮助完成了组装抑制基因表达复合物的最后一步。
总体而言，研究表明，这种管理蛋白质经历四步过程，将前体复合物转化为成熟的RNA诱导沉默复合物（RISC）。
"自发现RNA干扰以来，这一机制已经是一个持续了四分之一世纪的'黑箱'，"俄亥俄州立大学化学与生物化学教授、资深作者中西幸太郎说。
"可视化这一机制非常重要——制药公司可能会重视我们的3D结构，因为他们可以基于这些结构优化或设计新药物。"
该研究发表在《分子细胞》杂志上。
Argonaute蛋白质如何驱动干扰
中西在2022年的一篇论文中概述了四种Argonaute蛋白质的"超家族"如何参与RNA干扰，解释说微RNA（microRNAs）和小干扰RNA（siRNAs）——这两种抑制基因蛋白质构建功能的小段RNA——必须装载到Argonaute蛋白质中才能执行该任务——它们无法独立完成这项工作。
在这项新工作中，中西和他的同事们以Argonaute2为模型进行了生化分析和冷冻电子显微镜研究，"但根据生化数据，我们相信所有Argonaute蛋白质的行为方式都是一样的，"他说。
该研究的起点是将人类Argonaute2蛋白质与特定的siRNA双链体一起孵育。
RISC组装的逐步路径
研究结果确定了一系列后续步骤：Argonaute2装载双链RNA并选择其中一条链作为引导链。然后该蛋白质解开双链并排出不再需要的"乘客"链。
这种排出揭示了目标mRNA的惊人作用——帮助丢弃乘客链——这使研究团队将最后一步命名为TAPE（目标辅助乘客排出，target-assisted passenger ejection）。
尽管在大多数RNA干扰情况下，mRNAs主要被视为微RNA和siRNA的目标，"我们的结果表明，mRNAs也可以结合前体RISCs并在RISC成熟过程中促进乘客链的去除，"作者写道。
"这很复杂，但对我来说也很有道理，如果细胞针对的是主要的mRNAs，那么这些目标mRNAs也会促进RISC的形成，"中西说。
对未来RNA疗法的影响
他表示，这些发现应有助于推进治疗性siRNAs和cityRNAs（切割诱导微小RNA）的开发，这些RNA可以被设计用来覆盖自然的细胞过程，并引发特定的RNA干扰过程，以沉默与疾病相关的有问题基因。
"研究人员和制药公司一直使用siRNAs作为潜在疗法来关闭基因表达并研究感兴趣蛋白质的作用。然而，没有人知道RISCs是如何形成的，"中西说。"所以我们现在可以提供一个坚实的结构基础或框架来设计或优化siRNAs。"
他的实验室目前正在使用相同的技术来确认其他三种Argonaute蛋白质如何组装RISCs。
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