Zswim8,也称为Pelado,是一种在动物界中保守的锌指SWIM结构域蛋白。SWIM结构域是一种蛋白质结构域,以富含丝氨酸和色氨酸的序列为特征,通常参与蛋白质与DNA或RNA的相互作用。Zswim8含有两个SWIM结构域和一个锌指结构域,这些结构域可能参与蛋白质的定位和功能调控。
Zswim8在细胞中具有多种功能。首先,Zswim8是一种Cullin-RING E3泛素连接酶复合物的底物适配器,参与介导靶向miRNA的降解。当miRNA与高度互补的目标RNA结合时,这种结合可以触发miRNA的降解,称为靶向miRNA降解(TDMD)。Zswim8 Cullin-RING连接酶复合物通过与AGO蛋白相互作用,促进miRNA的降解,而不依赖于miRNA的尾部和修剪过程[1]。此外,Zswim8还参与调控细胞骨架的动态,促进线性肌动蛋白丝的聚合,抑制分支肌动蛋白丝的聚合。在Drosophila中,Pelado突变导致上皮细胞中的肌动蛋白毛状物伸长缺陷,而在人细胞中,Pelado抑制分支肌动蛋白丝的聚合,以促进细胞迁移[3]。
Zswim8在多种生物学过程中发挥重要作用。在哺乳动物胚胎发育中,Zswim8对于心脏和肺的发育、生长以及胚胎的存活至关重要。在Zswim8基因缺失的小鼠中,观察到心脏和肺的发育缺陷、生长受限以及围产期死亡。通过小RNA测序分析,发现Zswim8缺失导致广泛的miRNA调节,并且揭示了TDMD调节的miRNA的新特征,包括它们在共转录簇中的富集以及“臂切换”现象,即miRNA前体的优势链在不同组织或条件下发生变化。此外,删除miR-322和miR-503这两个miRNA可以挽救Zswim8缺失胚胎的生长,直接表明TDMD途径是哺乳动物体型的调节因子[2]。
Zswim8在疾病中也具有重要作用。例如,在结直肠癌中,Zswim8通过介导miRNA的降解来抑制SOX4 mRNA的表达,从而抑制肿瘤的转移[4]。此外,Zswim8的基因变异与立陶宛人群中的遗传性疾病相关,包括动脉粥样硬化、糖尿病心肌病和Wilms瘤[5]。
综上所述,Zswim8是一种重要的锌指SWIM结构域蛋白,参与介导靶向miRNA的降解和细胞骨架的动态调控。Zswim8在胚胎发育和多种疾病中发挥重要作用,为疾病的诊断和治疗提供了新的思路和策略。
参考文献:
1. Han, Jaeil, LaVigne, Collette A, Jones, Benjamin T, Gillett, Frank, Mendell, Joshua T. 2020. A ubiquitin ligase mediates target-directed microRNA decay independently of tailing and trimming. In Science (New York, N.Y.), 370, . doi:10.1126/science.abc9546. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33184234/
2. Jones, Benjamin T, Han, Jaeil, Zhang, He, Acharya, Asha, Mendell, Joshua T. 2023. Target-directed microRNA degradation regulates developmental microRNA expression and embryonic growth in mammals. In Genes & development, 37, 661-674. doi:10.1101/gad.350906.123. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37553261/
3. Molina-Pelayo, Claudia, Olguin, Patricio, Mlodzik, Marek, Glavic, Alvaro. 2022. The conserved Pelado/ZSWIM8 protein regulates actin dynamics by promoting linear actin filament polymerization. In Life science alliance, 5, . doi:10.26508/lsa.202201484. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35940847/
4. Li, Lu, Sheng, Peike, Li, Tianqi, Licht, Jonathan D, Xie, Mingyi. 2021. Widespread microRNA degradation elements in target mRNAs can assist the encoded proteins. In Genes & development, 35, 1595-1609. doi:10.1101/gad.348874.121. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34819352/
5. Urnikyte, Alina, Pranckeniene, Laura, Domarkiene, Ingrida, Pilypiene, Ingrida, Kučinskas, Vaidutis. 2022. Inherited and De Novo Variation in Lithuanian Genomes: Introduction to the Analysis of the Generational Shift. In Genes, 13, . doi:10.3390/genes13040569. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35456375/