责编 | 酶美
在自然界中，RNA干扰 (RNA interference,RNAi) 是很多昆虫和蠕虫抵抗病毒侵害的一种重要手段，RNAi异常个体对病毒侵害更加敏感[1]，因而RNAi机制研究在农业生物防治中有很好的应用前景。RNAi现象在物种之间具有高度保守性，模型生物秀丽线虫被广泛用于RNAi机制研究[2, 3]，其体内的RNAi主要通过细胞间dsRNA传递来实现[4]。dsRNA (double-stranded RNA)在细胞间的转运是后生动物细胞间通讯的重要方式，以非自主方式影响受体细胞的生理状态[5, 6]。在线虫中，dsRNA通过肠细胞顶膜内吞作用进入细胞，随后dsRNA在肠细胞基底膜侧被释放到假体腔，继而通过内吞等方式进入身体其他组织器官[7]。已有研究推测，线虫细胞之间存在两种dsRNA转运模式：细胞间直接传递和外泌体介导的间接传递，线虫因而成为研究细胞间dsRNA交换的高效模型系统，线虫中dsRNA细胞间传播研究能够为理解哺乳动物系统中的类似现象提供有价值的科学证据。
哈佛大学Craig Hunter研究组通过遗传筛选鉴定了包括SID-3在内的多个RNAi (systemic RNAi defective,SID) 相关蛋白[8]。线虫基因组编码两个ACK家族酪氨酸激酶：SID-3和ARK-1，系统发育和功能分析表明SID-3是ACK的唯一功能同源物。在sid-3突变体中，非肠组织的RNAi效率严重降低，然而对于dsRNA从肠细胞到其它组织的传递过程以及SID-3在其中的具体功能，学界依然不甚了解[9]。
2020年5月8日，华中科技大学基础医学院林珑和史岸冰合作PLoS Genetics上发表了题为An EHBP-1-SID-3-DYN-1 axis promotes membranous tubules fission during endocytic recycling的研究论文（博士生高经虎和赵琳玥为该文的共同第一作者）。该研究发现微丝捆束蛋白EHBP-1/Ehbp1处于RAB-10/Rab10介导的管状膜结构生物发生和SID-3-DYN-1辅助的膜缢裂的功能交汇点，SID-3通过募集膜缢裂蛋白DYN-1/dynamin调控新生管状膜载体缢裂并从循环内吞体上脱离，继而促进dsRNA穿胞运输及后续组织间dsRNA传递。
该研究发现，SID-3是EHBP-1的新型互作蛋白，RAB-10效应因子EHBP-1决定了SID-3的膜定位。SID-3缺失细胞的基底外侧循环内吞体网状形态被破坏，密集管状网络不复存在。机制解析发现，SID-3与衔接蛋白NCK-1及膜缢裂蛋白DYN-1/dynamin之间存在级联互作，协同促进循环管状载体的膜缢裂。作为选择性dsRNA受体，此前的研究表明SID-2主要位于肠细胞顶膜上，介导肠道中的dsRNA内吞[7, 10]。令人意外的是，SID-3缺失肠细胞的基底外侧循环内吞体中SID-2过度积累，提示SID-2及其携载的dsRNA可以通过SID-3辅助的基底外侧循环通路进行穿胞转运，使得dsRNA进入假体腔并被其它组织摄取。与此推论一致，在rab-10和ehbp-1等循环突变体中，线虫饲喂RNAi效率降低了约50%。
SID-3在肠细胞中协同调控dsRNA穿胞运输模式图
课题组的后续研究还发现，在RAB-10或EHBP-1缺失肠细胞中注射的dsRNA仍能到达其他组织，提示SID-3可能还参与调控其他dsRNA输出途径，例如外泌体介导的间接传递。外泌体源自MVB与质膜融合时释放的腔内小泡，dsRNA可以通过外泌体在细胞之间传播[11]。在线虫中已证明MVB的成熟对于RNA沉默至关重要[12]。ESCRTs组分 (ALIX, HRS, MVB12B, TSG101) 和小G蛋白Rab27a已知在调节外泌体生物发生中至关重要[13-15]。此外，RNA结合蛋白，如AGO2/Argonaute 2，也被认为参与外泌体辅助的dsRNA转运[16, 17]。
据悉，华中科技大学基础医学院博士研究生高经虎和赵琳玥为该论文的共同第一作者，林珑副教授和史岸冰教授为该论文的共同通讯作者。
https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008763
制版人：嘉
参考文献
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