piРНК

Поделись знанием:
(перенаправлено с «ПиРНК»)
Перейти к: навигация, поиск

piРНК (англ. piwi-interacting RNA, piRNA, piwiRNA, в некоторых источниках встречается как пиРНК[1]) — наиболее крупный класс малых некодирующих РНК, экспрессируемых в клетках животных[2]; они обнаружены в комплексах с белками семейства Piwi, за что и получили своё название. piРНК обычно длиннее микроРНК и малых интерферирующих РНК и имеют длину 26—32 нуклеотида[3], кроме того, в отличие от микроРНК, они не так консервативны[2]. Белки Piwi относятся к большой группе белков Argonaute и экспрессируются почти исключительно в клетках зародышевой линии[en]; они необходимы для поддержания стволовых клеток зародышевой линии, сперматогенеза и репрессии мобильных элементов. Комплексы Piwi с piРНК не только задействованы в сайленсинге ретротранспозонов и других генетических элементов на пост-трансляционном уровне, но имеют и некоторые другие, в значительной мере ещё неописанные эффекты, например, эпигенетические[4].

Остаётся не вполне ясным, как образуются piРНК, однако были предложены потенциальные методы исследования для этого вопроса, и установлено, что некоторые пути их образования отличаются от такового у микроРНК и малых интерферирующих РНК. В то же время некоторые малые некодирующие РНК другой группы, rasiRNA[en], считаются относящимися к piРНК[3][5].

Число обнаруженных piРНК составляет около 50 тысяч у млекопитающих и 13 тысяч у дрозофилы (Drosophila melanogaster)[6], что существенно больше числа известных малых РНК других классов. Поскольку значительная часть piРНК, особенно у млекопитающих, не связана с мобильными элементами, можно предполагать, что они выполняют и другие, ещё не описанные функции[3].

piРНК были открыты в 2006 году[3].





Структура

piРНК были обнаружены как у позвоночных, так и беспозвоночных, и, хотя особенности биогенеза и типы взаимодействия с мишенями могут отличаться у разных видов, имеется ряд консервативных черт, присущих всем piРНК. У piРНК не обнаружено никаких выраженных мотивов[en] вторичной структуры[7], их длина составляет 26—32 н., и в 80—90 % случаев и у позвоночных, и у беспозвоночных первым нуклеотидом на 5'-конце является уридин (U). У нематоды Caenorhabditis elegans на 5'-конце имеется фосфатная группа, а на 3'-конце имеет место 2'-O-метилирование[8]. Такая модификация была также выявлена у дрозофилы[9], данио-рерио[10], мыши[11] и крысы[10]. Фосфатная группа на 5'-конце имеется и у piРНК млекопитающих[3]. Значение такой модификации пока точно не установлено, но предполагается, что она увеличивает стабильность piРНК[3][10].

У мыши в семейство Piwi входят три белка: Mili, Miwi и Miwi2[3], у человека — HIWI (или PIWIL1), HILI (или PIWIL2), HIWI2 (или PIWIL4) и HIWI3 (или PIWIL3)[12].

Локализация

У млекопитающих около 17 % генов piРНК соответствует повторяющимся последовательностям, в том числе мобильным элементам. Стоит заметить, что количество piРНК, соответствующих повторам, меньше, чем доля повторов в геноме. Так, у грызунов эти соотношения равны 17 и ~42 % соответственно. Прочие piРНК кодируются уникальными генами, причём гены, кодирующие piРНК, располагаются в кластерах по всему геному. 90 % таких кластеров располагаются на участках, не содержащих аннотированных генов или повторов, но иногда могут находиться в интронах и экзонах[3]. Так, в то время как у D. melanogaster и позвоночных эти кластеры располагаются в участках, где отсутствуют белоккодирующие гены, у C. elegans гены piРНК располагаются среди белоккодирующих генов[5][8][13]. Каждый такой кластер может кодировать от 10 до многих тысяч piРНК, а его размер может варьировать от 1 до 100 килобаз[14]. Иногда кластеры piРНК располагаются рядом, но кодируются разными цепями; это может указывать на двунаправленную транскрипцию с общего промотора. Обнаружение и краткая аннотация кластеров piРНК в геномах осуществляется при помощи методов биоинформатики, которые всё более и более усложняются[15]. Хотя наличие кластеров генов piРНК высококонсервативно среди различных видов, этого нельзя сказать о последовательностях этих генов[16]. Например, хотя наиболее крупные кластеры piРНК грызунов имеют ортологов у человека, сходства последовательностей в этом случае не наблюдается[3].

Раньше считалось, что у млекопитающих piРНК и белки Piwi имеются только в семенниках[3]. Однако к настоящему времени установлено, что особая система piРНК имеется и в ооцитах млекопитающих[17]. Кроме того, показано, что при мейозе в ооцитах коровы экспрессируется дополнительный ген белков Piwi — PIWI-LIKE 3 (PIWIL3). Несмотря на это, piРНК у млекопитающих, по-видимому, функционируют только у самцов[18]. У беспозвоночных piРНК были выявлены как в клетках мужской, так и женской зародышевой линии[10].

На клеточном уровне piРНК были найдены и в ядре, и в цитоплазме, что свидетельствует о том, что piРНК могут функционировать и там, и там[5], и в связи с этим иметь множественные эффекты[19].

Образование и механизм действия

Внешние изображения
[genesdev.cshlp.org/content/26/21/2361/F1.large.jpg Биогенез и функционирование piРНК у дрозофилы и мыши]

Уровень экспрессии piРНК меняется в ходе сперматогенеза. Они начинают детектироваться в пахитене (фаза профазы I деления мейоза) при делении диплоидных сперматоцитов мейозом (хотя образование piРНК начинается ещё в препахитенных клетках[20]), однако при образовании гаплоидных сперматид содержание piРНК в них резко падает, и в зрелой сперме они, судя по всему, отсутствуют[3].

Механизмы образования piРНК ещё не полностью установлены, хотя было предложено несколько возможных механизмов. В случаях, когда гены piРНК попадают в экзоны, piРНК соответствуют только смысловой (сенс-) цепи мРНК, поэтому они образуются только с одной цепи ДНК и, вероятно, являются производными длинных первичных транскриптов-предшественников. Это предположение согласуется с данными о наличии семенникоспецифичных EST[en] и мРНК, соответствующих локусам piРНК. Кроме того, в составе кластеров piРНК не выявлено развитых вторичных структур, характерных для pri-микроРНК. Поэтому процессинг piРНК, судя по всему, отличается от процессинга микроРНК и малых интерферирующих РНК. Об отсутствии двуцепочечных предшественников, характерных, в частности, для микроРНК, свидетельствует наличие только смысловых последовательностей у некоторых уникальных piРНК[3].

У дрозофилы и мыши в процессинге piРНК можно выделить два этапа: первичный процессинг и «пинг-понг»-цикл (амплификационная петля)[20].

Первичный процессинг

Как упоминалось выше, piРНК образуются из длинных транскриптов-предшественников. У дрозофил первичные транскрипты укорачиваются до piРНК-подобных малых РНК. Факторы, участвующие в этом процессе, ещё плохо изучены, однако недавние исследования показали, что, возможно, 5'-конец таких piРНК-подобных РНК образуется при помощи эндонуклеазы Zucchini. У мыши гомологом Zucchini является белок MitoPLD, также обладающий эндонуклеазными свойствами. После этого piРНК-подобные РНК связываются белками Piwi, вслед за этим их 3'-конец укорачивается ещё не описанной эндонуклеазой, и piРНК-подобные РНК приобретают размеры, соответствующие первичным piРНК. Возможно, важную роль в погрузке piРНК на белки Piwi играет белковый комплекс Hsp83/Shu. Далее piРНК 2'-O-метилируются комплексом HEN1/Pimet[20].

Цикл «пинг-понг»

PiРНК, подвергнувшаяся первичному процессингу, находится в состоянии, связанном с белками Piwi. Такие первичные piРНК являются антисмысловыми piРНК, комплементарными транскриптам мобильных элементов. У дрозофилы семейство белков Piwi представлено тремя белками: Piwi, Aubergine (Aub) и Ago3, но первичные piРНК связывают только белки Piwi и Aub. Комплексы Piwi с piРНК переносятся в ядро и в «пинг-понг»-цикле, происходящем в цитоплазме, не участвуют, однако участвуют в ядерном сайленсинге. Ассоциированные с Aub piРНК, комплементарно связывают транскрипты мобильных генетических элементов. Aub, как и другие белки группы Argonaute, способен разрезать фосфодиэфирную связь в РНК-мишени, расположенную напротив 10-го и 11-го нуклеотидов гидовой РНК (в данном случае — первичных piРНК). В результате разрыва образуется два фрагмента транскрипта мобильного элемента, у одного из которых 5'-конец отстоит на 10 нуклеотидов от 5'-конца первичной piРНК. Этот фрагмент — вторичная piРНК — в отличие от первичных piРНК некомплементарен транскрипту мобильного элемента и является смысловой piРНК. Поскольку чаще всего у первичных piРНК первый нуклеотид — уридин, то на 10-й позиции с 5'-конца у вторичных piРНК чаще всего располагается адениновый нуклеотид. Механизм процессинга 3'-конца вторичных piРНК пока неясен. Вторичная piРНК связывает белок Ago3 и направляется на разрезание первичного транскрипта-предшественника piРНК, из которого вырезается антисмысловая piРНК. Такие антисмысловые piРНК могут осуществлять сайленсинг мобильных элементов, а могут направлять образование новых смысловых piРНК. Таким образом, цикл «пинг-понг» совмещает процессинг piРНК и цитоплазматический сайленсинг мобильных элементов на уровне транскриптов. Он также даёт возможность усилить сайленсинг за счёт образования новых антисмысловых piРНК в ответ на усиление экспрессии мобильных элементов[3]. У дрозофилы в цикл «пинг-понг» могут вовлекаться не только первичные piРНК, но и piРНК, наследованные от матери. Цикл «пинг-понг» дрозофилы называют гетеротипным, так как в нём участвуют 2 различных белка Piwi — Aub и Ago3[20].

У мыши первичные piРНК связывают белки Mili и Miwi, а вторичные — белок Miwi2. Ассоциированные с Miwi piРНК, участвуют в цитоплазматическом сайленсинге, однако их мишени в большинстве своём неизвестны. Связанные с Mili первичные piРНК вовлекаются в цикл «пинг-понг». Образуемые в в этом цикле вторичные piРНК, связываются с Miwi2, и комплекс piРНК с Miwi2 отправляется в ядро, где участвует в ядерном сайленсинге. Цикл «пинг-понг» мыши называют гомотипным, поскольку в нём участвует один белок Piwi — Mili. В образовании вторичных piРНК, связывающихся с Miwi2, определённую роль играет белковый комплекс HSP90/FKBP6. 2'-O-метилирование вторичных piРНК обеспечивает комплекс HEN1/Pimet[20].

У дрозофилы в соматических клетках половых желёз (например, в клетках фолликулов) белки Piwi также экспрессируются и связываются с первичными piРНК, однако белки Aub и Ago3 здесь экспрессируются на низком уровне, и для осуществления цикла «пинг-понг» их недостаточно[20].

По-видимому, схожий механизм репрессии мобильных элементов имеется и у данио-рерио[3]. Признаки наличия механизма «пинг-понг» обнаружены у самых примитивных животных — губок и стрекающих, что свидетельствует в пользу того, что механизм «пинг-понг» появился в самых ранних ветвях Metazoa и является консервативным механизмом репрессии мобильных элементов[3][21].

Другие белковые факторы

В биогенезе piРНК принимают участие и другие белки, не относящиеся к группе Piwi. В частности, таковы некоторые белки, относящиеся к суперсемейству Tudor (TDRD). Они содержат домен Tudor[en], который обеспечивает связывание TDRD-белка с другим белковым субстратом за счёт имеющихся у субстрата симметричных или асимметричных остатков диметиларгинина. У белков Piwi имеются симметричные остатки диметиларгинина рядом с N-концом, поэтому TDRD-белки способны связываться с ними и участвовать в РНК-сайленсинге[en]. По состоянию на 2011 год у дрозофилы было идентифицировано 11 TDRD-белков, участвующих в биогенезе piРНК, а у мыши было идентифицировано 7 таких TDRD-белков[20].

Например, было установлено, что мухи, мутантные по TDRD-белку Tud, фенотипически соответствуют мутантам по белку Aub. Белок Tud содержит 11 доменов Tudor и способен связываться как с Aub, так и с Ago3 за счёт симметричных остатков диметиларгинина, благодаря чему он служит «платформой» для «пинг-понг»-цикла. У мутантов по Tud белки Aub и Ago3 связывались с piРНК активнее, чем у мух дикого типа, что вызвало отклонения от нормального фенотипа[20].

Известно также несколько белков, участвующих в биогенезе piРНК и при этом не относящихся ни к Piwi, ни к TDRD-белкам. Так, у дрозофилы такой эффект был показан для следующих белков: Vasa (Vas), Maelstrom (Mael), Armi, Zuc, Squash (Squ) и Shu, причём все они, за исключением Squ, имеют гомологов у мыши. Большая часть этих факторов задействована в «пинг-понг»-механизме[20].

C. elegans

Внешние изображения
[genesdev.cshlp.org/content/26/21/2361/F4.large.jpg Образование и механизм действия piРНК у C. elegans]

Установлено, у C. elegans имеются piРНК, но отсутствует механизм «пинг-понг»[22]. Однако недавние исследования биогенеза piРНК у C. elegans отчасти пролили свет на вопрос о том, как именно piРНК-опосредованная система защиты от паразитических мобильных элементов распознаёт «своё» и «чужое», подобно иммунной системе[20].

piРНК C. elegans имеют длину 21 нуклеотид и кодируются двумя кластерами на хромосоме IV, расположенными отдельно от белоккодирующих генов. На расстоянии ~42 нуклеотидов впереди от каждого кластера располагается последовательность CTGTTTCA, по-видимому, необходимая для осуществления транскрипции кластера РНК-полимеразой II. Синтезированные piРНК связываются с Piwi-белком PRG-1. Образовавшиеся комплексы piРНК с PRG-1 сканируют чужеродные транскрипты, причём для связывания с транскриптом достаточно неполной комплементарности (до 4 несоответствий). и запускают образование РНК-зависимых РНК-полимераз, которые обеспечивают образование и амплификацию особых малых интерферирующих РНК (22G-РНК). Последние связываются с белком WAGO — специфичным для C. elegans белком группы Argonaute. В цитоплазме эти комплексы обеспечивают сайленсинг генов на уровне мРНК, разрушая чужеродные транскрипты, а в ядре блокируют мобильные элементы на уровне транскрипции[20].

Распознавание «своего» и «чужого» и защита собственных транскриптов от разрушения, по-видимому, осуществляется на нескольких уровнях:

  • piРНК, обусловливающие сайленсинг генов самого организма, подвергаются отрицательному отбору. Конкретнее, в клетках зародышевой линии практически нет piРНК, которые допускают большое число несоответствий оснований при комплементарном связывании с мишенью. Дело в том, что комплементарность первичных piРНК транскриптам транспозонов может быть обусловлена тем, что кластеры piРНК и транспозоны перекрываются, а именно, их последовательности ДНК могут находиться на антипараллельных цепях и частично перекрываться друг с другом. Поэтому piРНК комплементарны транскриптам транспозонов меньше, чем обыкновенным клеточным транскриптам. Можно сказать, что кластеры piРНК представляют собой «ловушку» для транспозонов.
  • Дополнительную защиту «своей» мРНК обеспечивает связывания комплекса 22G-РНК с белком CSR-1, также относящимся к группе Argonaute. Возможно, он не вызывает разрушения связанной с ним мРНК, поскольку экспрессируется в меньшем количестве, чем WAGO, однако он предохраняет транскрипт от связывания с PRG-1. Более того, CSR-1 обеспечивает память о «своём» из прошедших процессов экспрессии генов в клетках зародышевой линии[20].

Функции, связанные с сайленсингом

За способность к сайленсингу мобильных элементов и обеспечению защиты генома от них piРНК получили название «стражей генома»[20]. По-видимому, у млекопитающих активность piРНК по сайленсингу транспозонов особенно важна в период развития зародыша, кроме того, и у человека, и у C. elegans необходимы для сперматогенеза[23][24]. Мутации, разрушающие систему сайленсинга мобильных элементов, опосредованного piРНК, у самцов мышей понижают фертильность или вовсе приводят к стерильности[3][25]. Возможно также, что некоторые заболевания репродуктивной системы человека, например, азооспермия, обусловлены дефектами в системе piРНК[20].

Отмечено некоторое действие piРНК на некоторые метилтрансферазы[en], осуществляющие метилирование, необходимое для распознавания и сайленсинга транспозонов, но эта связь ещё плохо понимаема[23].

Другие эффекты

piРНК могут передаваться по материнской линии, и для дрозофилы были показаны эпигенетические эффекты такого материнского наследования[13]. Активность специфических piРНК в эпигенетических процессах также требует взаимодействия piРНК с белками Piwi, HP1a и другими факторами[6]. Возможно, что piРНК участвуют в эпигенетической регуляции канцерогенеза[20].

У брюхоногого моллюска аплизии (Aplysia) (морского зайца) показано, что piРНК, содержащиеся в нейронах ЦНС, подавляют экспрессию гена CREB2 — репрессора памяти, индуцируя метилирование ДНК в его области и тем самым обеспечивая функционирование памяти. Кроме того, недавно piРНК были обнаружены в нейронах гиппокампа мыши. Вероятно, эти piРНК участвуют в формировании дендритных шипиков[20].

Методы изучения

Наибольшие достижения в изучении piРНК были достигнуты при помощи особых техник секвенирования, например, Solexa и 454. С их помощью можно анализировать такие гетерогенные и сложные популяции РНК, как piРНК. Малый размер этих РНК создаёт определённые сложности при их искусственной экспрессии и амплификации, однако для их преодоления разработаны специальные техники на основе полимеразной цепной реакции[26][27].

См. также

Напишите отзыв о статье "PiРНК"

Примечания

  1. Марков А. В. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. — Москва: Астрель, Corpus, 2010. — С. 480-483. — 552 с. — ISBN 978-5-271-24663-0.
  2. 1 2 Seto A. G., Kingston R. E., Lau N. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17560367 The coming of age for Piwi proteins.] (англ.) // Molecular cell. — 2007. — Vol. 26, no. 5. — P. 603—609. — DOI:10.1016/j.molcel.2007.05.021. — PMID 17560367. исправить
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Макарова Ю. А., Крамеров Д. А. [kit.eimb.relarn.ru/PDF/Makarova_07_B_ru.pdf Некодирующие РНК] (рус.) // Биохимия. — 2007. — Т. 72, № 11. — С. 1427—1448.
  4. Siomi M. C., Sato K., Pezic D., Aravin A. A. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21427766 PIWI-interacting small RNAs: the vanguard of genome defence.] (англ.) // Nature reviews. Molecular cell biology. — 2011. — Vol. 12, no. 4. — P. 246—258. — DOI:10.1038/nrm3089. — PMID 21427766. исправить
  5. 1 2 3 Klattenhoff C., Theurkauf W. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18032451 Biogenesis and germline functions of piRNAs.] (англ.) // Development (Cambridge, England). — 2008. — Vol. 135, no. 1. — P. 3—9. — DOI:10.1242/dev.006486. — PMID 18032451. исправить
  6. 1 2 Haifan Lin, Hang Yin, Ergin Beyret, Seth Findley, Wei Deng. The role of the piRNA pathway in stem cell self-renewal. (англ.) // Developmental Biology. — 2008. — Vol. 319, № 2. — P. 479. — DOI:10.1016/j.ydbio.2008.05.048.
  7. Kandhavelu M,* Lammi C, Buccioni M, Dal Ben D, Volpini R, Marucci G Existence of snoRNA, microRNA, piRNA characteristics in a novel non-coding RNA: x-ncRNA and its biological implication in Homo sapiens // Journal of Bioinformatics and Sequence Analysis. — 2009. — Vol. 1, № 2. — P. 031–040.
  8. 1 2 Ruby J. G., Jan C., Player C., Axtell M. J., Lee W., Nusbaum C., Ge H., Bartel D. P. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17174894 Large-scale sequencing reveals 21U-RNAs and additional microRNAs and endogenous siRNAs in C. elegans.] (англ.) // Cell. — 2006. — Vol. 127, no. 6. — P. 1193—1207. — DOI:10.1016/j.cell.2006.10.040. — PMID 17174894. исправить
  9. Vagin V. V., Sigova A., Li C., Seitz H., Gvozdev V., Zamore P. D. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16809489 A distinct small RNA pathway silences selfish genetic elements in the germline.] (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 2006. — Vol. 313, no. 5785. — P. 320—324. — DOI:10.1126/science.1129333. — PMID 16809489. исправить
  10. 1 2 3 4 Houwing S., Kamminga L. M., Berezikov E., Cronembold D., Girard A., van den Elst H., Filippov D. V., Blaser H., Raz E., Moens C. B., Plasterk R. H., Hannon G. J., Draper B. W., Ketting R. F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17418787 A role for Piwi and piRNAs in germ cell maintenance and transposon silencing in Zebrafish.] (англ.) // Cell. — 2007. — Vol. 129, no. 1. — P. 69—82. — DOI:10.1016/j.cell.2007.03.026. — PMID 17418787. исправить
  11. Kirino Y., Mourelatos Z. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17384647 Mouse Piwi-interacting RNAs are 2'-O-methylated at their 3' termini.] (англ.) // Nature structural & molecular biology. — 2007. — Vol. 14, no. 4. — P. 347—348. — DOI:10.1038/nsmb1218. — PMID 17384647. исправить
  12. Ross R. J., Weiner M. M., Lin H. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24429634 PIWI proteins and PIWI-interacting RNAs in the soma.] (англ.) // Nature. — 2014. — Vol. 505, no. 7483. — P. 353—359. — DOI:10.1038/nature12987. — PMID 24429634. исправить
  13. 1 2 Brennecke J., Malone C. D., Aravin A. A., Sachidanandam R., Stark A., Hannon G. J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19039138 An epigenetic role for maternally inherited piRNAs in transposon silencing.] (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 2008. — Vol. 322, no. 5906. — P. 1387—1392. — DOI:10.1126/science.1165171. — PMID 19039138. исправить
  14. O'Donnell K. A., Boeke J. D. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17418784 Mighty Piwis defend the germline against genome intruders.] (англ.) // Cell. — 2007. — Vol. 129, no. 1. — P. 37—44. — DOI:10.1016/j.cell.2007.03.028. — PMID 17418784. исправить
  15. Rosenkranz D., Zischler H. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22233380 proTRAC--a software for probabilistic piRNA cluster detection, visualization and analysis.] (англ.) // BMC bioinformatics. — 2012. — Vol. 13. — P. 5. — DOI:10.1186/1471-2105-13-5. — PMID 22233380. исправить
  16. Malone C. D., Hannon G. J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19239887 Small RNAs as guardians of the genome.] (англ.) // Cell. — 2009. — Vol. 136, no. 4. — P. 656—668. — DOI:10.1016/j.cell.2009.01.045. — PMID 19239887. исправить
  17. Tam O. H., Aravin A. A., Stein P., Girard A., Murchison E. P., Cheloufi S., Hodges E., Anger M., Sachidanandam R., Schultz R. M., Hannon G. J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18404147 Pseudogene-derived small interfering RNAs regulate gene expression in mouse oocytes.] (англ.) // Nature. — 2008. — Vol. 453, no. 7194. — P. 534—538. — DOI:10.1038/nature06904. — PMID 18404147. исправить
  18. Silva, Ricardo Andrés Zacarias. [repositorio.ul.pt/bitstream/10451/4533/1/ulfc090919_Ricardo_Silva.pdf Piwi proteins in mammals: a cow's perspective.]. — 2011. — P. 4. — 50 p.
  19. Ruvkun G. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18562240 Tiny RNA: Where do we come from? What are we? Where are we going?] (англ.) // Trends in plant science. — 2008. — Vol. 13, no. 7. — P. 313—316. — DOI:10.1016/j.tplants.2008.05.005. — PMID 18562240. исправить
  20. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Ishizu H., Siomi H., Siomi M. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23124062 Biology of PIWI-interacting RNAs: new insights into biogenesis and function inside and outside of germlines.] (англ.) // Genes & development. — 2012. — Vol. 26, no. 21. — P. 2361—2373. — DOI:10.1101/gad.203786.112. — PMID 23124062. исправить
  21. Grimson A., Srivastava M., Fahey B., Woodcroft B. J., Chiang H. R., King N., Degnan B. M., Rokhsar D. S., Bartel D. P. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18830242 Early origins and evolution of microRNAs and Piwi-interacting RNAs in animals.] (англ.) // Nature. — 2008. — Vol. 455, no. 7217. — P. 1193—1197. — DOI:10.1038/nature07415. — PMID 18830242. исправить
  22. Das P. P., Bagijn M. P., Goldstein L. D., Woolford J. R., Lehrbach N. J., Sapetschnig A., Buhecha H. R., Gilchrist M. J., Howe K. L., Stark R., Matthews N., Berezikov E., Ketting R. F., Tavaré S., Miska E. A. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18571451 Piwi and piRNAs act upstream of an endogenous siRNA pathway to suppress Tc3 transposon mobility in the Caenorhabditis elegans germline.] (англ.) // Molecular cell. — 2008. — Vol. 31, no. 1. — P. 79—90. — DOI:10.1016/j.molcel.2008.06.003. — PMID 18571451. исправить
  23. 1 2 Aravin A. A., Sachidanandam R., Bourc'his D., Schaefer C., Pezic D., Toth K. F., Bestor T., Hannon G. J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18922463 A piRNA pathway primed by individual transposons is linked to de novo DNA methylation in mice.] (англ.) // Molecular cell. — 2008. — Vol. 31, no. 6. — P. 785—799. — DOI:10.1016/j.molcel.2008.09.003. — PMID 18922463. исправить
  24. Wang G., Reinke V. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18501605 A C. elegans Piwi, PRG-1, regulates 21U-RNAs during spermatogenesis.] (англ.) // Current biology : CB. — 2008. — Vol. 18, no. 12. — P. 861—867. — DOI:10.1016/j.cub.2008.05.009. — PMID 18501605. исправить
  25. Barrett et. al., 2013, p. 37.
  26. Ro S., Park C., Jin J., Sanders K. M., Yan W. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17084816 A PCR-based method for detection and quantification of small RNAs.] (англ.) // Biochemical and biophysical research communications. — 2006. — Vol. 351, no. 3. — P. 756—763. — DOI:10.1016/j.bbrc.2006.10.105. — PMID 17084816. исправить
  27. Tang F., Hayashi K., Kaneda M., Lao K., Surani M. A. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18348866 A sensitive multiplex assay for piRNA expression.] (англ.) // Biochemical and biophysical research communications. — 2008. — Vol. 369, no. 4. — P. 1190—1194. — DOI:10.1016/j.bbrc.2008.03.035. — PMID 18348866. исправить

Литература

  • Siomi M. C., Sato K., Pezic D., Aravin A. A. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21427766 PIWI-interacting small RNAs: the vanguard of genome defence.] (англ.) // Nature reviews. Molecular cell biology. — 2011. — Vol. 12, no. 4. — P. 246—258. — DOI:10.1038/nrm3089. — PMID 21427766. исправить
  • Ishizu H., Siomi H., Siomi M. C. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23124062 Biology of PIWI-interacting RNAs: new insights into biogenesis and function inside and outside of germlines.] (англ.) // Genes & development. — 2012. — Vol. 26, no. 21. — P. 2361—2373. — DOI:10.1101/gad.203786.112. — PMID 23124062. исправить
  • Lucy W. Barrett, Sue Fletcher, Steve D. Wilton. [link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-0348-0679-4 Untranslated Gene Regions and Other Non-coding Elements]. — SpringerBriefs in Biochemistry and Molecular Biology, 2013. — 57 p. — ISBN 978-3-0348-0679-4.
  • Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter. Molecular Biology of the Cell. — 5. — Garland Science, 2008. — 1392 с. — ISBN 0815341059.

Отрывок, характеризующий PiРНК

Все в том же положении, не хуже и не лучше, разбитый параличом, старый князь три недели лежал в Богучарове в новом, построенном князем Андреем, доме. Старый князь был в беспамятстве; он лежал, как изуродованный труп. Он не переставая бормотал что то, дергаясь бровями и губами, и нельзя было знать, понимал он или нет то, что его окружало. Одно можно было знать наверное – это то, что он страдал и, чувствовал потребность еще выразить что то. Но что это было, никто не мог понять; был ли это какой нибудь каприз больного и полусумасшедшего, относилось ли это до общего хода дел, или относилось это до семейных обстоятельств?
Доктор говорил, что выражаемое им беспокойство ничего не значило, что оно имело физические причины; но княжна Марья думала (и то, что ее присутствие всегда усиливало его беспокойство, подтверждало ее предположение), думала, что он что то хотел сказать ей. Он, очевидно, страдал и физически и нравственно.
Надежды на исцеление не было. Везти его было нельзя. И что бы было, ежели бы он умер дорогой? «Не лучше ли бы было конец, совсем конец! – иногда думала княжна Марья. Она день и ночь, почти без сна, следила за ним, и, страшно сказать, она часто следила за ним не с надеждой найти призкаки облегчения, но следила, часто желая найти признаки приближения к концу.
Как ни странно было княжне сознавать в себе это чувство, но оно было в ней. И что было еще ужаснее для княжны Марьи, это было то, что со времени болезни ее отца (даже едва ли не раньше, не тогда ли уж, когда она, ожидая чего то, осталась с ним) в ней проснулись все заснувшие в ней, забытые личные желания и надежды. То, что годами не приходило ей в голову – мысли о свободной жизни без вечного страха отца, даже мысли о возможности любви и семейного счастия, как искушения дьявола, беспрестанно носились в ее воображении. Как ни отстраняла она от себя, беспрестанно ей приходили в голову вопросы о том, как она теперь, после того, устроит свою жизнь. Это были искушения дьявола, и княжна Марья знала это. Она знала, что единственное орудие против него была молитва, и она пыталась молиться. Она становилась в положение молитвы, смотрела на образа, читала слова молитвы, но не могла молиться. Она чувствовала, что теперь ее охватил другой мир – житейской, трудной и свободной деятельности, совершенно противоположный тому нравственному миру, в который она была заключена прежде и в котором лучшее утешение была молитва. Она не могла молиться и не могла плакать, и житейская забота охватила ее.
Оставаться в Вогучарове становилось опасным. Со всех сторон слышно было о приближающихся французах, и в одной деревне, в пятнадцати верстах от Богучарова, была разграблена усадьба французскими мародерами.
Доктор настаивал на том, что надо везти князя дальше; предводитель прислал чиновника к княжне Марье, уговаривая ее уезжать как можно скорее. Исправник, приехав в Богучарово, настаивал на том же, говоря, что в сорока верстах французы, что по деревням ходят французские прокламации и что ежели княжна не уедет с отцом до пятнадцатого, то он ни за что не отвечает.
Княжна пятнадцатого решилась ехать. Заботы приготовлений, отдача приказаний, за которыми все обращались к ней, целый день занимали ее. Ночь с четырнадцатого на пятнадцатое она провела, как обыкновенно, не раздеваясь, в соседней от той комнаты, в которой лежал князь. Несколько раз, просыпаясь, она слышала его кряхтенье, бормотанье, скрип кровати и шаги Тихона и доктора, ворочавших его. Несколько раз она прислушивалась у двери, и ей казалось, что он нынче бормотал громче обыкновенного и чаще ворочался. Она не могла спать и несколько раз подходила к двери, прислушиваясь, желая войти и не решаясь этого сделать. Хотя он и не говорил, но княжна Марья видела, знала, как неприятно было ему всякое выражение страха за него. Она замечала, как недовольно он отвертывался от ее взгляда, иногда невольно и упорно на него устремленного. Она знала, что ее приход ночью, в необычное время, раздражит его.
Но никогда ей так жалко не было, так страшно не было потерять его. Она вспоминала всю свою жизнь с ним, и в каждом слове, поступке его она находила выражение его любви к ней. Изредка между этими воспоминаниями врывались в ее воображение искушения дьявола, мысли о том, что будет после его смерти и как устроится ее новая, свободная жизнь. Но с отвращением отгоняла она эти мысли. К утру он затих, и она заснула.
Она проснулась поздно. Та искренность, которая бывает при пробуждении, показала ей ясно то, что более всего в болезни отца занимало ее. Она проснулась, прислушалась к тому, что было за дверью, и, услыхав его кряхтенье, со вздохом сказала себе, что было все то же.
– Да чему же быть? Чего же я хотела? Я хочу его смерти! – вскрикнула она с отвращением к себе самой.
Она оделась, умылась, прочла молитвы и вышла на крыльцо. К крыльцу поданы были без лошадей экипажи, в которые укладывали вещи.
Утро было теплое и серое. Княжна Марья остановилась на крыльце, не переставая ужасаться перед своей душевной мерзостью и стараясь привести в порядок свои мысли, прежде чем войти к нему.
Доктор сошел с лестницы и подошел к ней.
– Ему получше нынче, – сказал доктор. – Я вас искал. Можно кое что понять из того, что он говорит, голова посвежее. Пойдемте. Он зовет вас…
Сердце княжны Марьи так сильно забилось при этом известии, что она, побледнев, прислонилась к двери, чтобы не упасть. Увидать его, говорить с ним, подпасть под его взгляд теперь, когда вся душа княжны Марьи была переполнена этих страшных преступных искушений, – было мучительно радостно и ужасно.
– Пойдемте, – сказал доктор.
Княжна Марья вошла к отцу и подошла к кровати. Он лежал высоко на спине, с своими маленькими, костлявыми, покрытыми лиловыми узловатыми жилками ручками на одеяле, с уставленным прямо левым глазом и с скосившимся правым глазом, с неподвижными бровями и губами. Он весь был такой худенький, маленький и жалкий. Лицо его, казалось, ссохлось или растаяло, измельчало чертами. Княжна Марья подошла и поцеловала его руку. Левая рука сжала ее руку так, что видно было, что он уже давно ждал ее. Он задергал ее руку, и брови и губы его сердито зашевелились.
Она испуганно глядела на него, стараясь угадать, чего он хотел от нее. Когда она, переменя положение, подвинулась, так что левый глаз видел ее лицо, он успокоился, на несколько секунд не спуская с нее глаза. Потом губы и язык его зашевелились, послышались звуки, и он стал говорить, робко и умоляюще глядя на нее, видимо, боясь, что она не поймет его.
Княжна Марья, напрягая все силы внимания, смотрела на него. Комический труд, с которым он ворочал языком, заставлял княжну Марью опускать глаза и с трудом подавлять поднимавшиеся в ее горле рыдания. Он сказал что то, по нескольку раз повторяя свои слова. Княжна Марья не могла понять их; но она старалась угадать то, что он говорил, и повторяла вопросительно сказанные им слона.
– Гага – бои… бои… – повторил он несколько раз. Никак нельзя было понять этих слов. Доктор думал, что он угадал, и, повторяя его слова, спросил: княжна боится? Он отрицательно покачал головой и опять повторил то же…
– Душа, душа болит, – разгадала и сказала княжна Марья. Он утвердительно замычал, взял ее руку и стал прижимать ее к различным местам своей груди, как будто отыскивая настоящее для нее место.
– Все мысли! об тебе… мысли, – потом выговорил он гораздо лучше и понятнее, чем прежде, теперь, когда он был уверен, что его понимают. Княжна Марья прижалась головой к его руке, стараясь скрыть свои рыдания и слезы.
Он рукой двигал по ее волосам.
– Я тебя звал всю ночь… – выговорил он.
– Ежели бы я знала… – сквозь слезы сказала она. – Я боялась войти.
Он пожал ее руку.
– Не спала ты?
– Нет, я не спала, – сказала княжна Марья, отрицательно покачав головой. Невольно подчиняясь отцу, она теперь так же, как он говорил, старалась говорить больше знаками и как будто тоже с трудом ворочая язык.
– Душенька… – или – дружок… – Княжна Марья не могла разобрать; но, наверное, по выражению его взгляда, сказано было нежное, ласкающее слово, которого он никогда не говорил. – Зачем не пришла?
«А я желала, желала его смерти! – думала княжна Марья. Он помолчал.
– Спасибо тебе… дочь, дружок… за все, за все… прости… спасибо… прости… спасибо!.. – И слезы текли из его глаз. – Позовите Андрюшу, – вдруг сказал он, и что то детски робкое и недоверчивое выразилось в его лице при этом спросе. Он как будто сам знал, что спрос его не имеет смысла. Так, по крайней мере, показалось княжне Марье.
– Я от него получила письмо, – отвечала княжна Марья.
Он с удивлением и робостью смотрел на нее.
– Где же он?
– Он в армии, mon pere, в Смоленске.
Он долго молчал, закрыв глаза; потом утвердительно, как бы в ответ на свои сомнения и в подтверждение того, что он теперь все понял и вспомнил, кивнул головой и открыл глаза.
– Да, – сказал он явственно и тихо. – Погибла Россия! Погубили! – И он опять зарыдал, и слезы потекли у него из глаз. Княжна Марья не могла более удерживаться и плакала тоже, глядя на его лицо.
Он опять закрыл глаза. Рыдания его прекратились. Он сделал знак рукой к глазам; и Тихон, поняв его, отер ему слезы.
Потом он открыл глаза и сказал что то, чего долго никто не мог понять и, наконец, понял и передал один Тихон. Княжна Марья отыскивала смысл его слов в том настроении, в котором он говорил за минуту перед этим. То она думала, что он говорит о России, то о князе Андрее, то о ней, о внуке, то о своей смерти. И от этого она не могла угадать его слов.
– Надень твое белое платье, я люблю его, – говорил он.
Поняв эти слова, княжна Марья зарыдала еще громче, и доктор, взяв ее под руку, вывел ее из комнаты на террасу, уговаривая ее успокоиться и заняться приготовлениями к отъезду. После того как княжна Марья вышла от князя, он опять заговорил о сыне, о войне, о государе, задергал сердито бровями, стал возвышать хриплый голос, и с ним сделался второй и последний удар.
Княжна Марья остановилась на террасе. День разгулялся, было солнечно и жарко. Она не могла ничего понимать, ни о чем думать и ничего чувствовать, кроме своей страстной любви к отцу, любви, которой, ей казалось, она не знала до этой минуты. Она выбежала в сад и, рыдая, побежала вниз к пруду по молодым, засаженным князем Андреем, липовым дорожкам.
– Да… я… я… я. Я желала его смерти. Да, я желала, чтобы скорее кончилось… Я хотела успокоиться… А что ж будет со мной? На что мне спокойствие, когда его не будет, – бормотала вслух княжна Марья, быстрыми шагами ходя по саду и руками давя грудь, из которой судорожно вырывались рыдания. Обойдя по саду круг, который привел ее опять к дому, она увидала идущих к ней навстречу m lle Bourienne (которая оставалась в Богучарове и не хотела оттуда уехать) и незнакомого мужчину. Это был предводитель уезда, сам приехавший к княжне с тем, чтобы представить ей всю необходимость скорого отъезда. Княжна Марья слушала и не понимала его; она ввела его в дом, предложила ему завтракать и села с ним. Потом, извинившись перед предводителем, она подошла к двери старого князя. Доктор с встревоженным лицом вышел к ней и сказал, что нельзя.
– Идите, княжна, идите, идите!
Княжна Марья пошла опять в сад и под горой у пруда, в том месте, где никто не мог видеть, села на траву. Она не знала, как долго она пробыла там. Чьи то бегущие женские шаги по дорожке заставили ее очнуться. Она поднялась и увидала, что Дуняша, ее горничная, очевидно, бежавшая за нею, вдруг, как бы испугавшись вида своей барышни, остановилась.
– Пожалуйте, княжна… князь… – сказала Дуняша сорвавшимся голосом.
– Сейчас, иду, иду, – поспешно заговорила княжна, не давая времени Дуняше договорить ей то, что она имела сказать, и, стараясь не видеть Дуняши, побежала к дому.
– Княжна, воля божья совершается, вы должны быть на все готовы, – сказал предводитель, встречая ее у входной двери.
– Оставьте меня. Это неправда! – злобно крикнула она на него. Доктор хотел остановить ее. Она оттолкнула его и подбежала к двери. «И к чему эти люди с испуганными лицами останавливают меня? Мне никого не нужно! И что они тут делают? – Она отворила дверь, и яркий дневной свет в этой прежде полутемной комнате ужаснул ее. В комнате были женщины и няня. Они все отстранились от кровати, давая ей дорогу. Он лежал все так же на кровати; но строгий вид его спокойного лица остановил княжну Марью на пороге комнаты.
«Нет, он не умер, это не может быть! – сказала себе княжна Марья, подошла к нему и, преодолевая ужас, охвативший ее, прижала к щеке его свои губы. Но она тотчас же отстранилась от него. Мгновенно вся сила нежности к нему, которую она чувствовала в себе, исчезла и заменилась чувством ужаса к тому, что было перед нею. «Нет, нет его больше! Его нет, а есть тут же, на том же месте, где был он, что то чуждое и враждебное, какая то страшная, ужасающая и отталкивающая тайна… – И, закрыв лицо руками, княжна Марья упала на руки доктора, поддержавшего ее.
В присутствии Тихона и доктора женщины обмыли то, что был он, повязали платком голову, чтобы не закостенел открытый рот, и связали другим платком расходившиеся ноги. Потом они одели в мундир с орденами и положили на стол маленькое ссохшееся тело. Бог знает, кто и когда позаботился об этом, но все сделалось как бы само собой. К ночи кругом гроба горели свечи, на гробу был покров, на полу был посыпан можжевельник, под мертвую ссохшуюся голову была положена печатная молитва, а в углу сидел дьячок, читая псалтырь.
Как лошади шарахаются, толпятся и фыркают над мертвой лошадью, так в гостиной вокруг гроба толпился народ чужой и свой – предводитель, и староста, и бабы, и все с остановившимися испуганными глазами, крестились и кланялись, и целовали холодную и закоченевшую руку старого князя.


Богучарово было всегда, до поселения в нем князя Андрея, заглазное именье, и мужики богучаровские имели совсем другой характер от лысогорских. Они отличались от них и говором, и одеждой, и нравами. Они назывались степными. Старый князь хвалил их за их сносливость в работе, когда они приезжали подсоблять уборке в Лысых Горах или копать пруды и канавы, но не любил их за их дикость.
Последнее пребывание в Богучарове князя Андрея, с его нововведениями – больницами, школами и облегчением оброка, – не смягчило их нравов, а, напротив, усилило в них те черты характера, которые старый князь называл дикостью. Между ними всегда ходили какие нибудь неясные толки, то о перечислении их всех в казаки, то о новой вере, в которую их обратят, то о царских листах каких то, то о присяге Павлу Петровичу в 1797 году (про которую говорили, что тогда еще воля выходила, да господа отняли), то об имеющем через семь лет воцариться Петре Феодоровиче, при котором все будет вольно и так будет просто, что ничего не будет. Слухи о войне в Бонапарте и его нашествии соединились для них с такими же неясными представлениями об антихристе, конце света и чистой воле.
В окрестности Богучарова были всё большие села, казенные и оброчные помещичьи. Живущих в этой местности помещиков было очень мало; очень мало было также дворовых и грамотных, и в жизни крестьян этой местности были заметнее и сильнее, чем в других, те таинственные струи народной русской жизни, причины и значение которых бывают необъяснимы для современников. Одно из таких явлений было проявившееся лет двадцать тому назад движение между крестьянами этой местности к переселению на какие то теплые реки. Сотни крестьян, в том числе и богучаровские, стали вдруг распродавать свой скот и уезжать с семействами куда то на юго восток. Как птицы летят куда то за моря, стремились эти люди с женами и детьми туда, на юго восток, где никто из них не был. Они поднимались караванами, поодиночке выкупались, бежали, и ехали, и шли туда, на теплые реки. Многие были наказаны, сосланы в Сибирь, многие с холода и голода умерли по дороге, многие вернулись сами, и движение затихло само собой так же, как оно и началось без очевидной причины. Но подводные струи не переставали течь в этом народе и собирались для какой то новой силы, имеющей проявиться так же странно, неожиданно и вместе с тем просто, естественно и сильно. Теперь, в 1812 м году, для человека, близко жившего с народом, заметно было, что эти подводные струи производили сильную работу и были близки к проявлению.
Алпатыч, приехав в Богучарово несколько времени перед кончиной старого князя, заметил, что между народом происходило волнение и что, противно тому, что происходило в полосе Лысых Гор на шестидесятиверстном радиусе, где все крестьяне уходили (предоставляя казакам разорять свои деревни), в полосе степной, в богучаровской, крестьяне, как слышно было, имели сношения с французами, получали какие то бумаги, ходившие между ними, и оставались на местах. Он знал через преданных ему дворовых людей, что ездивший на днях с казенной подводой мужик Карп, имевший большое влияние на мир, возвратился с известием, что казаки разоряют деревни, из которых выходят жители, но что французы их не трогают. Он знал, что другой мужик вчера привез даже из села Вислоухова – где стояли французы – бумагу от генерала французского, в которой жителям объявлялось, что им не будет сделано никакого вреда и за все, что у них возьмут, заплатят, если они останутся. В доказательство того мужик привез из Вислоухова сто рублей ассигнациями (он не знал, что они были фальшивые), выданные ему вперед за сено.
Наконец, важнее всего, Алпатыч знал, что в тот самый день, как он приказал старосте собрать подводы для вывоза обоза княжны из Богучарова, поутру была на деревне сходка, на которой положено было не вывозиться и ждать. А между тем время не терпело. Предводитель, в день смерти князя, 15 го августа, настаивал у княжны Марьи на том, чтобы она уехала в тот же день, так как становилось опасно. Он говорил, что после 16 го он не отвечает ни за что. В день же смерти князя он уехал вечером, но обещал приехать на похороны на другой день. Но на другой день он не мог приехать, так как, по полученным им самим известиям, французы неожиданно подвинулись, и он только успел увезти из своего имения свое семейство и все ценное.
Лет тридцать Богучаровым управлял староста Дрон, которого старый князь звал Дронушкой.
Дрон был один из тех крепких физически и нравственно мужиков, которые, как только войдут в года, обрастут бородой, так, не изменяясь, живут до шестидесяти – семидесяти лет, без одного седого волоса или недостатка зуба, такие же прямые и сильные в шестьдесят лет, как и в тридцать.
Дрон, вскоре после переселения на теплые реки, в котором он участвовал, как и другие, был сделан старостой бурмистром в Богучарове и с тех пор двадцать три года безупречно пробыл в этой должности. Мужики боялись его больше, чем барина. Господа, и старый князь, и молодой, и управляющий, уважали его и в шутку называли министром. Во все время своей службы Дрон нн разу не был ни пьян, ни болен; никогда, ни после бессонных ночей, ни после каких бы то ни было трудов, не выказывал ни малейшей усталости и, не зная грамоте, никогда не забывал ни одного счета денег и пудов муки по огромным обозам, которые он продавал, и ни одной копны ужи на хлеба на каждой десятине богучаровских полей.