中心体是微管组织中心，在细胞分裂中发挥着关键作用。中心体RNA（cnRNAs）在多个物种中已被发现存在，并被证实在许多物种的细胞分裂过程中精确调控基因表达的时空动态。然而，目前尚不清楚秀丽隐杆线虫（C. elegans）中是否存在中心体RNA及其具体功能。
近日，中国科学技术大学生命科学与医学部光寿红团队在Science China Life Sciences杂志上发表了题为“Peri-centrosomal localization of small interfering RNAs in C. elegans”的文章。研究人员利用细胞核RNA干扰（RNAi）Argonaute蛋白NRDE-3作为报告系统，首次发现并描述了秀丽隐杆线虫中心体周围定位的小干扰RNA（siRNAs）。该研究为中心体周围区域可能作为RNAi介导的基因表达转录后调控的场所提供了新的视角。
Argonaute蛋白NRDE-3可以通过结合22G siRNA并转运至细胞核，靶向互补的前体mRNA；也可以通过结合risiRNA转运至核仁，与pre-rRNA相互作用。因此，NRDE-3可以用来反映siRNA的亚细胞定位。通过CRISPR/Cas9技术，研究人员构建了GFP标记的NRDE-3原位插入转基因线虫，作为报告系统。研究发现，NRDE-3在幼虫阶段的体细胞、减数分裂粗线期中期之后的生殖腺细胞、卵母细胞以及各个发育时期的胚胎，并主要富集于细胞核内。其核定位依赖于RNA依赖性RNA聚合酶（RdRPs）合成的22G siRNAs。
值得注意的是，在一些小RNA通路相关因子突变体（如eri-1、ergo-1或drh-3），研究人员观察到NRDE-3在胚胎的细胞核周围聚集形成foci。NRDE-3 foci与微管蛋白TBB-2、其他中心粒蛋白和中心体周围物质（PCM）蛋白相邻定位。NRDE-3在中心体周围的聚集依赖于RdRP合成的22G siRNAs以及NRDE-3结合siRNA的PAZ结构域。
此外，NRDE-3的中心体周围的聚集受到细胞周期的调控。在有丝分裂中期，NRDE-3不仅富集于中心体周围区域，还定位于纺锤体。研究还发现，中心粒蛋白和PCM成分的完整性对NRDE-3在中心体周围的聚集也至关重要。NRDE-3在中心体周围的聚集对于秀丽隐杆线虫的生长发育具有重要意义。最后，研究人员还鉴定了秀丽隐杆线虫中富集于中心体周围的小干扰RNA，这些siRNA主要靶向于靶基因的3’端区域。
左侧：在野生型背景下，NRDE-3主要定位于细胞核中。右侧：在eri-1、ergo-1和drh-3突变背景下，NRDE-3表现出显著的中心体周围聚集。此外，当NRDE-3的核定位信号发生突变时，NRDE-3也能够在中心体周围聚集并形成亮点。这一积累过程依赖于NRDE-3与siRNA的结合，且NRDE-3结合的22G siRNA主要靶向基因的3’端区域。
未来的研究需要进一步探索Ago/siRNA复合物在中心体周围聚集的机制和功能。此外，NRDE-3的亚细胞定位可能成为研究RNA在不同细胞器中动态分布和输运的重要工具。
中国科学技术大学生命科学与医学部博士研究生晋其乐和安徽医科大学基础医学院冯雪竹教授为该文的共同第一作者，中国科学技术大学生命科学与医学部朱成明副研究员、光寿红教授和黄新亚博士为该文的共同通讯作者。该项研究得到了基金委、科技部、合肥综合国家科学中心大健康研究院和中国科学技术大学的项目支持。
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https://doi.org/10.1007/s11427-024-2818-7
