蓝氏贾第虫无义mRNA的降解

无义介导的mRNA降解途径(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子(premature termination codon,PTC)的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫(Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1 (Giardia lamblia up-frameshift 1,Gl UPF1)、贾第虫RNA结合蛋白(Giardia lamblia HRP1,Gl HRP1)、贾第虫核糖核酸外切酶(Giardia lamblia Ski7p,Gl Ski7p、Giardia lamblia XRN1,Gl XRN1)之间的相互作用关系。结果表明,Gl UPF1全长与Gl HRP1、Gl XRN1(1～500aa)、Gl Ski7p间均可发生相互作用。而且Gl UPF1的CH结构域和C端结构域分别与Gl HRP1、Gl XRN1(1～500 aa)、Gl Ski7p相互作用。说明Gl UPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径:在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,Gl UPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰,NMD途径激活,随后Gl UPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物; Gl UPF1进而招募下游贾第虫5'-3'核糖核酸降解酶Gl XRN1、贾第虫3'-5'核糖核酸降解因子Gl Ski7p,最终降解靶标mRNA。