다이서

Dicer
다이서1
Mouse dicer.jpg
사용 가능한 구조
PDBOrtholog 검색: PDBe RCSB
식별자
에일리어스DICER1, DCR1, Dicer1e, HERNA, MNG1, RMSE2, K12H4.8-LIKE, DICER1, 리보핵산가수분해효소 III, GLOW
외부 IDOMIM: 606241 MGI: 2177178 HomoloGene: 13251 Genecards: DICER1
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

23405

192119

앙상블

ENSG00000100697

ENSMUSG000041415

유니프로트

Q9UPY3

Q8R418

RefSeq(mRNA)

NM_001195573
NM_001271282
NM_001291628
NM_030621
NM_177438

NM_148948

RefSeq(단백질)

NP_001182502
NP_001258211
NP_001278557
NP_085124
NP_803187

NP_683750

장소(UCSC)Chr 14: 95.09 ~95.16 MbChr 12: 104.65 ~104.72 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집

디서는 엔도리보핵산가수분해효소 디커 또는 RNase 모티브의 헬리케이스로 알려져 있으며, DICER1 유전자에 의해 인체에서 코드되는 효소이다.RNase III 패밀리의 일부인 Dicer는 이중사슬 RNA(dsRNA)와 사전 마이크로RNA(pre-miRNA)를 각각 작은 간섭 RNA 및 마이크로RNA라고 불리는 짧은 이중사슬 RNA 단편으로 분해합니다.이들 fragment는 약 20~25개의 베이스 쌍으로, 3' 엔드에 2개의 베이스 오버행이 있습니다.다이서는 RNA 간섭에 필수적인 RNA 유도 사일런싱 복합체(RISC)의 활성화를 촉진합니다.RISC는 메신저 RNA(mRNA)를 분해할 수 있는 핵산가수분해효소인 촉매성분 Argonaute를 가지고 있다.

검출

디커는 2001년 스토니브룩 박사과정 학생 에밀리 번스타인에 의해 콜드 스프링 하버 연구소의 그레고리 해넌의 연구실에서 연구하던 중 이 이름을 얻었다.번스타인은 이중가닥 RNA에서 작은 RNA 조각 생성에 관여하는 효소를 발견하려고 했다. dicer의 22개의 뉴클레오티드 RNA 조각 생성 능력은 dsRNA 전달로 RNAi 경로를 시작한 후 RISC 효소 복합체와 분리함으로써 발견되었다.이 실험은 RISC가 관측 가능한 작은 뉴클레오티드 조각의 생성에 책임이 없다는 것을 보여주었다.이후 RNase III 패밀리 효소 테스트에서 RNA 단편 생성 능력은 Dicer로 [5]명명된 Drosophila CG4792로 검색 범위를 좁혔습니다.

다이서 오솔로그는 많은 다른 [6]유기체에 존재한다.이끼 Physcomitrella patens DCL1b는 4개의 DICER 단백질 중 하나로 miRNA 생물 형성에 관여하지 않고 miRNA 표적 전사 다이싱에 관여한다.따라서 유전자 발현을 조절하기 위한 새로운 메커니즘인 miRNA에 의한 유전자의 후생적 침묵이 발견되었다.[7]

결정 구조의 관점에서, 최초의 다이서는 원생동물인 Giardia internalis에서 나온 것이다.이 작업은 이안 맥레이가 박사 후 연구원으로 버클리 캘리포니아대 제니퍼 도우드나의 연구실에서 수행했다.PAZ 도메인과 2개의 RNase III 도메인이 X선 결정학에 의해 발견되었다.단백질 크기는 82kDa로, 이후 다른 유기체의 더 큰 Dicer 단백질에서 발견된 보존된 기능 코어를 나타낸다. 예를 들어 인간의 경우 219kDa이다.인간과 G. internalis Dicer의 크기 차이는 인간 Dicer 내에 적어도 5개의 다른 도메인이 존재하기 때문이다.이러한 도메인은 Dicer 활성 조절, dsRNA 처리 및 RNA 간섭 단백질 인자 [8]기능에 중요합니다.

기능 도메인

dsRNA에서 siRNA로 분해하는 것을 촉매하는 Giardia internalis의 Dicer 단백질 분자.RNase III 도메인은 녹색, PAZ 도메인은 노란색, 플랫폼 도메인은 빨간색, 커넥터 헬릭스블루는 파란색입니다.[9]

인간 다이커(hsDicer 또는 DICER1)는 헬리케이스 도메인과 PAZ([10][11]Piwi/Argonaute/Zwille) 도메인을 모두 포함하고 있기 때문에 리보핵산가수분해효소 III로 분류된다.이러한 도메인 외에 hsDicer에는 4개의 기능 도메인이 있습니다.2개의 RNaseIII 도메인과 2개의 이중 가닥 RNA 결합 도메인(DUF283 및 dsRBD).[8][12]

현재 연구는 PAZ 도메인이 dsRNA의 2개의 뉴클레오티드 3' 돌출부와 결합할 수 있는 반면 RNase는 결합할 수 있음을 시사한다.III 촉매 도메인은 dsRNA 주위에 의사 이합체를 형성하여 가닥의 분열을 개시한다.그 결과 dsRNA 가닥이 기능적으로 짧아집니다.PAZ와 RNase 사이의 거리III 도메인은 커넥터 나선의 각도에 의해 결정되며 마이크로 RNA [9]생성물의 길이에 영향을 미칩니다.도메인의 특정 바인딩 사이트가 정의되어 있지 않지만 dsRBD 도메인은 dsRNA를 바인딩합니다.이 도메인이 효과적으로 RNase를 배치하기 위해 다른 조절 단백질(인간에서는 TRBP, 드로소필라에서는 R2D2, Loqs)과 복합체의 일부로 작동할 수 있다.III는 sRNA [13]제품의 특이성을 제어한다.헬리케이스 도메인은 긴 [13]기질을 처리하는 데 관여해 왔다.

RNA 간섭에서의 역할

이 효소는 이중 가닥 RNA 또는 pri-miRNA를 트리밍하여 각각 작은 간섭 RNA 또는 마이크로RNA를 형성합니다.이러한 가공된 RNA는 RNA 유도 사일링 복합체(RISC)에 통합되며, 이는 전달 RNA를 대상으로 하여 [14]번역을 방지한다.

마이크로 RNA

RNA 간섭은 RNA 분자가 miRNA로 분해되어 특정 숙주 mRNA 배열의 유전자 발현을 억제하는 과정으로, miRNA는 핵의 1차 miRNA(pri-miRNA)부터 세포 내에서 생성된다.이러한 긴 염기서열은 작은 전구체 miRNA(pre-miRNA)로 분할되며, 보통 머리핀 구조를 가진 70개의 뉴클레오티드로 구성됩니다.Pri-miRNA는 DGCR8에 의해 식별되고 Drosha에 의해 분해되어 핵에서 발생하는 과정인 pre-miRNA를 형성한다.그런 다음 이러한 사전 miRNA는 세포질로 수출되고, 여기서 Dicer에 의해 분해되어 성숙한 miRNA를 [15]형성합니다.

소형 간섭 RNA

Dicer를 가진 이중가닥 RNA를 길이 [13]21~23뉴클레오티드의 작은 조각으로 분할함으로써 miRNA와 유사한 방식으로 작은 간섭 RNA(siRNA)가 생성되고 기능한다.miRNA와 siRNA는 모두 RNA 유도 사일런싱 복합체(RISC)를 활성화하여 상보적인 [16]표적 mRNA 배열을 찾고 RNase를 사용하여 RNA를 분해한다.이것은 RNA [17]간섭에 의해 특정 유전자를 침묵시킨다. siRNA와 miRNA는 전형적으로 mRNA 배열에 특정한 반면 miRNA는 mRNA 배열에 완전히 상보적이지 않다. miRNA는 [18]다른 유전자의 번역을 억제하는 유사한 서열을 가진 표적과 상호작용할 수 있다.일반적으로 RNA 간섭은 인간과 같은 유기체 내 정상 과정의 필수적인 부분이며, 암 [15]표적에 대한 진단 및 치료 도구로 연구되고 있는 영역이다.

RNA 간섭에 사용되는 miRNA 생성

질병

황반변성

노화와 관련된 황반변성은 선진국에서 실명의 주요 원인이다.Dicer의 역할은 영향을 받은 환자들이 망막 색소 상피에서 Dicer의 감소된 수치를 보인다는 것이 밝혀진 후 명백해졌다.RPE에서만 Dicer가 결핍된 Dicer를 가진 쥐들도 비슷한 증상을 보였다.그러나 드로샤와 파샤와 같은 중요한 RNAi 경로 단백질이 없는 다른 쥐들은 Dicer 녹아웃 생쥐처럼 황반변성 증상을 보이지 않았다.이러한 관찰은 RNAi 경로와 독립적이어서 si/miRNA 생성 기능이 아닌 망막 건강에서 다이서 특이적 역할을 시사했다.Alu RNA(알루 원소의 RNA 전사체)라고 불리는 RNA의 형태는 Dicer 수준이 부족한 환자에서 상승하는 것으로 밝혀졌다.이러한 코드화되지 않은 RNA 가닥은 건강한 망막에서 Dicer에 의해 분해되는 dsRNA 구조를 형성하는 루프를 형성할 수 있습니다.그러나 Dicer 수치가 부족하면 알루 RNA의 축적은 [19][20]염증으로 인한 RPE의 변성으로 이어진다.

암

악성암에서 변경된 miRNA 발현 프로파일은 miRNA의 중추적 역할을 나타내며, 따라서 암의 발생과 예후에 있어 miRNA는 종양 억제제로서 기능할 수 있으므로 변경된 발현으로 종양 발생을 [21]초래할 수 있다.폐암과 난소암 분석에서, 나쁜 예후와 환자 생존 시간 단축은 다이서 및 드로샤 발현 감소와 관련이 있다.dicer mRNA 수치 감소는 진행된 종양 단계와 관련이 있다.그러나 전립선이나 식도와 같은[22] 다른 암에서 높은 다이서 발현이 환자의 예후 불량과 관련이 있는 것으로 나타났다.암 유형 간의 이러한 차이는 다이서(dicer)를 포함하는 독특한 RNAi 조절 과정이 종양 [15]유형마다 다르다는 것을 암시한다.

Dicer는 또한 DNA 복구에 관여하고 있다.DNA 손상 복구 및 기타 메커니즘의 효율성 저하로 인해 Dicer 발현이 감소된 포유류 세포에서 DNA 손상이 증가한다.예를 들어, 이중 가닥 절단(Dicer에 의해 생산됨)의 siRNA는 이중 가닥 절단 복구 메커니즘과 관련된 단백질 복합체에 대한 가이드 역할을 할 수 있으며 염색질 변형을 지시할 수도 있다.또한 miRNA 발현 패턴은 이온화 또는 자외선 복사에 의한 DNA 손상으로 변화한다.RNAi 메커니즘은 트랜스포존 소음의 원인이 되며, Dicer가 녹아웃/다운될 때처럼 트랜스포존이 활성화되어 DNA 손상을 일으킬 수 있습니다.DNA 손상의 축적은 종양성 돌연변이를 가진 세포를 야기하여 [15]종양의 발생을 초래할 수 있다.

기타 조건

슈완노마토시스(schwannomatosis)를 가진 다모듈라 갑상선염색체는 이 [23]유전자의 돌연변이와 관련된 상염색체 우성 질환으로 나타났다.

바이러스병원성

RNA 바이러스에 의한 감염은 RNAi 캐스케이드를 유발할 수 있다.식물과 동물 세포를 모두 감염시키는 바이러스에는 RNAi 반응을 억제하도록 설계된 단백질이 포함되어 있어 바이러스 면역에 관여할 가능성이 높다.인간의 경우 HIV-1, 인플루엔자, 백시니아 바이러스가 단백질을 억제하는 RNAi를 암호화한다.dicer 억제는 dicer가 바이러스 dsRNA를 분해하고 RISC에 제품을 적재할 수 있기 때문에 바이러스에 유익하며, 결과적으로 바이러스 mRNA의 표적 저하를 초래하여 감염과 싸웁니다.바이러스 병원 형성의 또 다른 잠재적 메커니즘은 세포 miRNA [24]경로를 억제하는 방법으로서 dicer의 차단이다.

곤충의 경우

곤충들은 강력한 항바이러스제로 다이서를 사용할 수 있다.이 발견은 모기가 잠재적으로 치명적인 아르보바이러스를 포함한 많은 바이러스성 질병의 전염에 책임이 있다는 것을 고려할 때 특히 중요하다.서나일 바이러스, 뎅기열, 황열.[25]모기, 더 구체적으로 말하면 이집트 이집트 모기가 이러한 바이러스의 매개체 역할을 하는 반면, 그들은 바이러스의 의도된 숙주가 아닙니다.암컷 모기가 알을 발달시키기 위해 척추동물의 혈액이 필요하기 때문에 전염이 일어난다.곤충의 RNAi 경로는 다른 동물들과 매우 유사합니다; Dicer-2는 바이러스 RNA를 쪼개서 RISC 복합체에 로드합니다. 여기서 한 가닥은 RNAi 제품의 생산을 위한 템플릿 역할을 하고 다른 가닥은 분해됩니다.RNAi 경로의 비기능적 구성요소로 이어지는 돌연변이를 가진 곤충들은 그들이 가지고 있는 바이러스에 대한 바이러스 부하가 증가하거나 그들이 숙주인 바이러스에 대한 민감성이 증가함을 보여준다.인간과 비슷하게, 곤충 바이러스는 RNAi 경로를 피하기 위한 메커니즘을 진화시켜 왔다.예를 들어 Drosophila C 바이러스는 dsRNA에 결합하는 단백질 1A를 암호화하여 discer 절단 및 RISC 부하로부터 보호한다.Heliothis virescens ascovirus 3a는 diser의 RNAase III 도메인과 유사한 RNAase III 효소를 암호화하여 dsRNA 기질을 경합시킬 수 있을 뿐만 아니라 siRNA 듀플렉스를 분해하여 RISC [26]부하를 방지한다.

진단 및 치료 응용 프로그램

다이서는 효소의 발현 수준에 따라 체내에 종양이 존재하는지 여부를 식별하기 위해 사용될 수 있다.연구에 따르면 암에 걸린 많은 환자들이 다이서의 발현 수치를 감소시켰다고 한다.같은 연구에서 낮은 Dicer 발현과 낮은 환자 생존 [15]기간이 상관관계가 있는 것으로 나타났다.Dicer는 진단도구로서 외래 siRNA를 정맥주사하여 유전자 사일런싱을 [27]발생시킴으로써 환자 치료에 사용할 수 있다.

siRNA는 쥐와 같은 포유류 종에서 두 가지 방법으로 전달되는 것으로 나타났다.Dicer 기능이 필요하지 않은 시스템에 직접 주입하는 방법도 있습니다.또 다른 방법은 Dicer에 의해 siRNA로 [28]분해되는 짧은 머리핀 RNA를 코드하는 플라스미드에 의해 그것을 도입하는 것입니다.

치료적으로 siRNA를 생산하기 위해 Dicer를 사용하는 장점 중 하나는 항체 또는 소분자 억제제와 같이 현재 사용되고 있는 것과 비교하여 영향을 미칠 수 있는 대상의 특이성과 다양성일 것이다.일반적으로 소분자 억제제는 견딜 수 없는 부작용과 함께 특이성 측면에서 어렵다.항체는 siRNA만큼 특이하지만, 리간드나 표면 수용체에 대해서만 사용될 수 있기 때문에 제한됩니다.반면 세포내 흡수의 저효율은 siRNA [15]주입의 주요 장애물이다.주입된 SiRNA는 혈액의 안정성이 떨어지고 비특이 [29]면역의 자극을 일으킨다.또한 miRNA가 mRNA에 [30]부착되기 위해서는 6~8개의 뉴클레오티드 염기쌍만 필요하기 때문에 miRNA 생성은 치료상 특이성이 결여되어 있다.

다이서양단백질

식물 게놈은 동물이나 곤충의 다이커와 유사한 기능과 단백질 영역을 가진 단백질과 같은 다이커를 암호화한다.예를 들어 모델 생물 Arabidopsis thaliana는 4개의 다이서 형태의 단백질을 만들어 DCL1~DCL4로 한다.DCL1은 miRNA 생성과 역반복에서 sRNA 생성에 관여한다.DCL2는 바이러스 면역과 방어에 도움이 되는 시스 작용의 안티센스 전사물로부터 siRNA를 생성한다.DCL3는 염색질 수식을 돕는 siRNA를 생성하고 DCL4는 전사 후 수준에서 siRNA 대사 및 전사 소음에 관여한다.또한, DCL 1, 3은 아라비도시스 개화에 중요합니다.Arabidopsis에서 DCL 녹아웃은 심각한 발달 문제를 일으키지 않는다.

쌀과 포도는 또한 다이서 메커니즘이 많은 유기체의 일반적인 방어 전략이기 때문에 DCL을 생성한다.쌀은 생산되는 5가지 DCL의 다른 기능을 진화시켜 왔으며, 아라비도시스보다 기능과 발달에 더 중요한 역할을 한다.또한 벼의 식물 세포 종류에 따라 발현 패턴이 다르며, 아라비도시스에서의 발현은 보다 균질하다.쌀 DCL 발현은 가뭄, 염분, 추위를 포함한 생물학적 스트레스 조건에 의해 영향을 받을 수 있으며, 따라서 이러한 스트레스 요인은 식물의 바이러스 저항을 감소시킬 수 있다.아라비도시스와 달리 DCL 단백질의 기능 상실은 [31]쌀의 발달 장애를 일으킨다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크

  • PDB for UniProt: Q9UPY3(Human Endoribonuclease Dicer)에서 PDBe-KB에 제공되는 모든 구조 정보의 개요는 PDBe-KB입니다.
  • PDB for UniProt: Q8R418(Mouse Endoribonuclease Dicer)에서 PDBe-KB에 있는 모든 구조 정보의 개요.