3” →5” 核酸外切酶ERI-1調(diào)控多種RNA代謝的機制*

張怡然 劉慧泉 唐 喆 金巧軍

（西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護學(xué)院，楊凌 712100）

RNA干擾（RNA interference，RNAi）是一種保守且普遍存在于真核生物的轉(zhuǎn)錄水平或轉(zhuǎn)錄后水平基因沉默現(xiàn)象。它參與調(diào)控細胞增殖、組織分化和異染色質(zhì)形成等重要生物過程［1-2］。小RNA（siRNA （small interfering RNA） 和 miRNA（microRNA））是RNAi的核心組分，它們與Argonaute蛋白結(jié)合并組裝成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RNA-induced silencing complex，RISC）或RNA誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄起始基因沉默（RNA-induced initiation of transcriptional gene silencing，RITS）復(fù)合體，靶向與之互補的mRNA并介導(dǎo)其降解或介導(dǎo)染色質(zhì)修飾和異染色質(zhì)形成［3］（圖1）。在擬南芥和許多其他真核生物中，均存在siRNA介導(dǎo)的組蛋白3第9位賴氨酸（H3K9）的甲基化及DNA甲基化參與異染色質(zhì)組裝的情況［4-5］。

在一些物種中，由雙鏈RNA（double-stranded RNA，dsRNA）引發(fā)的RNA干擾是免疫系統(tǒng)對抗RNA病毒入侵以及轉(zhuǎn)座因子的保護機制［6-7］。一些植物病毒和昆蟲病毒中存在負向調(diào)控RNAi的因子［8-9］。有趣的是，Kennedy等［10］在線蟲中也發(fā)現(xiàn)了負調(diào)控RNAi的因子。他們在篩選對dsRNA敏感性增強的秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）突變體時鑒定出了負調(diào)控RNAi的因子eri(enhanced RNAi)-1。eri-1編碼一種保守的3” →5” 核酸外切酶，包含一個類ERI-1_3” hExo結(jié)構(gòu)域和一個SAP結(jié)構(gòu)域。前者行使外切酶功能，后者負責(zé)與雙鏈RNA結(jié)合以穩(wěn)定外切酶結(jié)構(gòu)域和RNA之間的互作。

ERI-1是一個高度保守的蛋白質(zhì)，它通過其核酸外切酶活性影響細胞內(nèi)源性siRNA（源于生物體自身編碼區(qū)或非編碼區(qū)的dsRNA經(jīng)Dicer切割加工生成的siRNA）、外源性siRNA（由外源dsRNA經(jīng)Dicer切割加工而成的siRNA）和miRNA（由內(nèi)源基因編碼的短發(fā)夾結(jié)構(gòu)RNA經(jīng)Dicer加工生成的小RNA）的豐度、調(diào)控RNAi和異染色質(zhì)的形成、參與5.8S rRNA的加工、降解組蛋白mRNA，從而影響不同的細胞過程［11-15］。ERI-1如何實現(xiàn)對多個重要細胞分子過程的調(diào)控？本文概述了ERI-1對上述細胞過程調(diào)控的分子基礎(chǔ)和機制，探討了其在真核生物中的進化、丟失及未來的研究方向。

Fig. 1 Overview of small RNA-silencing pathways圖1 小RNA沉默途徑

1 ERI-1的結(jié)構(gòu)與分布

ERI-1包含N端的SAP結(jié)構(gòu)域和C端的類DEDDh 3” →5” 核酸外切酶（exonuclease）結(jié)構(gòu)域（圖2a）。DEDD核酸酶家族包括RNaseD、寡核酸酶（oligoribonuclease）、RNaseT等，以4個保守的酸性氨基酸殘基命名為DEDD家族，再根據(jù)保守的組氨酸或酪氨酸的存在分為DEDDh、DEDDy兩個亞家族［16-17］。線蟲ERI-1、人類細胞3” hExo和果蠅Snipper（Snp）［18-19］均屬于DEDDh亞家族的3” →5” 核酸外切酶，催化DNA或RNA末端3” →5” 方向核苷酸的切除［20］。因此ERI-1的類DEDDh 3” →5” 核酸外切酶結(jié)構(gòu)域為它的催化中心，而SAP結(jié)構(gòu)域在DNA損傷修復(fù)［21］、雙鏈RNA結(jié)合和凋亡染色質(zhì)的降解中發(fā)揮功能［22-23］。

人類細胞的ERI-1同源蛋白3” hExo、組蛋白mRNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)（stem loop，SL）和莖環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)合蛋白（stem loop binding protein，SLBP）三元復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)已確定［24］。3” hExo的SAP結(jié)構(gòu)域由3個具有DNA結(jié)合蛋白典型拓撲結(jié)構(gòu)的α螺旋組成（α1、α2、α3），在該晶體結(jié)構(gòu)中主要通過α1與莖環(huán)結(jié)構(gòu)相互作用。3” →5” 核酸外切酶結(jié)構(gòu)域采用α/β球狀折疊：由6股扭曲的β折疊和9個α螺旋組成。其中β2、β6與其余β折疊反向平行排列；螺旋α3、α4和α5覆蓋在β折疊的凸面，而剩余的α螺旋定位于β折疊的另一側(cè)（圖2b）［16］。

秀麗隱桿線蟲ERI-1主要分布在性腺和頭尾部神 經(jīng) 元 的 細 胞 質(zhì)［10，25］， 裂 殖 酵 母（Schizosaccharomyces pombe） ERI-1和 果 蠅（Drosophila melanogaster）ERI-1的同源蛋白Snp也位于細胞質(zhì)［26］，表明這3個物種的ERI-1可能主要在細胞質(zhì)中起作用。而哺乳動物ERI-1定位于核仁和細胞質(zhì)中。核仁是核糖體前體生物發(fā)生的場所，因此，哺乳動物ERI-1可能與核糖體生物發(fā)生相關(guān)［27-28］。擬南芥（Arabidopsis thaliana）ERI-1的同源蛋白ERIL1（enhanced RNA interference-1-like-1）定位于葉綠體，影響葉綠體rRNA的加工并參與葉綠體發(fā)育［29］。

Fig. 2 The structures of ERI-1圖2 ERI-1的結(jié)構(gòu)

進化分析顯示ERI-1是一個保守蛋白質(zhì)，它在裂 殖 酵 母［26］、線 蟲［10］、人 類［18］、小 鼠（Mus musculus）［27］、黑腹果蠅［30］和擬南芥［29］中均保守，且在這些物種中均只存在一個拷貝。盡管它在低等真菌、擔(dān)子菌和裂殖酵母綱中保守，但在絲狀子囊真菌中丟失，芽殖酵母綱中只有少數(shù)酵母還保留ERI-1（圖3）。秀麗隱桿線蟲、小鼠和人類ERI-1通過可變剪接編碼多個蛋白質(zhì)。

Fig. 3 The phylogenetic tree of ERI-1圖3 ERI-1的進化樹

2 ERI-1的生物學(xué)功能

2.1 調(diào)控RNAi與異染色質(zhì)的形成

ERI-1最初是作為RNAi負調(diào)控因子發(fā)現(xiàn)的。它是秀麗隱桿線蟲外源性RNAi（exogenous RNAi，由外源性siRNA誘發(fā)的RNAi）和內(nèi)源性RNAi（endogenous RNAi，由內(nèi)源性siRNA誘發(fā)的RNAi）［31］途徑的調(diào)節(jié)因子，通過促進某些內(nèi)源性siRNA的生物合成，同時降低外源性siRNA的豐度從而實現(xiàn)調(diào)控。秀麗隱桿線蟲的內(nèi)源性RNAi與外源性RNAi途徑由于競爭共同的核心組分DCR-1而此消彼長。ERI-1和RRF-3（RNA依賴性RNA聚合酶）是內(nèi)源性RNAi的特異組分，它們與外源性RNAi組分競爭性結(jié)合DCR-1，從而協(xié)調(diào)不同的RNAi途徑（圖4a）［11，15，32-33］。

ERI-1的缺失導(dǎo)致秀麗隱桿線蟲大多數(shù)組織中的RNAi水平提高［25，34］。與野生型相比，外源性siRNA在△eri-1和△rrf-3中更為豐富，同時它們在許多內(nèi)源性轉(zhuǎn)錄本的沉默和內(nèi)源性siRNA的產(chǎn)生方面存在缺陷［15］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ERI-1通過降解外源性siRNA 3” 黏性末端（突出的未配對核苷酸），使其不能進入RISC，從而抑制RNAi（圖4b）［10，35-36］。因此，ERI-1通過與外源性RNAi組分競爭DCR-1和利用其核酸外切酶活性降解外源性siRNA 3” 黏性末端的方式負調(diào)控外源性RNAi。

秀麗隱桿線蟲eri-1通過可變剪接編碼兩條長度約1 400 nt和1 800 nt的轉(zhuǎn)錄本，分別為eri-1a和eri-1b，其中eri-1b的3” 端包含一個400 nt的非保守區(qū)域。二者分別編碼包含類DEDDh 3” →5” 核酸外切酶結(jié)構(gòu)域和SAP/SAF-box結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)：ERI-1a和ERI-1b。其中ERI-1b與DCR-1特異互作，但ERI-1a與DCR-1不互作［37］。因此，ERI-1b很可能通過3” 端非保守區(qū)域與DCR-1特異性互作。研究發(fā)現(xiàn)，ERI-1b除了通過降解外源性siRNA負調(diào)控RNAi以外，還與DCR-1、RRF-3互作形成ERIC復(fù)合 體（包 括DCR-1、ERI-1b、ERI-3、ERI-5、DRH-3、RRF3、RDE-4）參與內(nèi)源性RNAi途徑［31］。ERIC復(fù)合體蛋白間的相互作用激活DCR-1活性，催化產(chǎn)生長度為26 nt、5” 端第一個堿基為G的初級內(nèi)源性siRNA——26G siRNA（圖4c）［31-32，37］。26G siRNA的生成依賴ERI-1b，它調(diào)控秀麗隱桿線蟲精子發(fā)生和合子發(fā)育過程中的RNAi及22G siRNA的生成［15］。

但是關(guān)于ERI-1b參與生成內(nèi)源性siRNA的具體分子機制未知。根據(jù)人類3” hExo可以與組蛋白mRNA 3” 端的莖環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)合和許多內(nèi)源性siRNA前體不能形成可被DCR-1識別的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的特點［37-38］，Duchaine等［37］推測ERI-1識別并結(jié)合這些內(nèi)源性siRNA前體上的短莖環(huán)結(jié)構(gòu)，并利用其外切酶活性切除3” 端未配對的核苷酸，生成一個發(fā)夾結(jié)構(gòu)以利于RRF-3合成長的dsRNA作為DCR-1的底物，從而促進內(nèi)源性siRNA的生成。至于線蟲內(nèi)源性siRNA是否也被ERI-1降解或如何免于被ERI-1降解尚不清楚。依賴ERI-1的內(nèi)源性26G siRNA和22G siRNA的5” 第一個堿基為鳥嘌呤（G），序列富含腺苷和鳥苷［35-36］。這種序列特征可能會影響其與ERI-1的SAP結(jié)構(gòu)域結(jié)合，因此我們推測依賴ERI-1的內(nèi)源性siRNA大概率不能被ERI-1降解。綜上所述，所觀察到的eri-1突變體的RNAi增強表型可能反映的是不同RNAi途徑對核心組分競爭的結(jié)果。

線蟲ERI-1還存在于包含miRNA的Agronaute結(jié)合蛋白ALG 1/2復(fù)合體中［31］，而且eri-1突變體中成熟的miR-238和其前體含量大大增加［15］，表明線蟲ERI-1負調(diào)控miRNA的豐度。盡管小鼠ERI-1-/-突變體的內(nèi)源性siRNA不受ERI-1缺失的影響［12］，但是其體內(nèi)所有的miRNA含量增加了兩倍［39］，說明小鼠ERI-1負調(diào)控miRNA的生成。在表型上，ERI-1缺失小鼠的自然殺傷細胞（natural killer cell，NK細胞）的發(fā)育和成熟存在缺陷，且NK細胞和T細胞中miRNA整體豐度增加，而異位表達ERI-1可以恢復(fù)這種表型。因此，小鼠ERI-1可能是通過其核酸外切酶活性負向調(diào)控miRNA的豐度（降解miRNA），從而參與調(diào)節(jié)小鼠NK細胞和T細胞中miRNA的穩(wěn)態(tài)，是正常NK細胞發(fā)育所必需的［12］。迄今為止，尚未在哺乳動物的體細胞中發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性siRNA，但是其卵母細胞具有內(nèi)源性siRNA。過表達線蟲ERI-1同源基因AtERIL1的擬南芥植株中21 nt的siRNA積累減少，表明AtERIL1可能通過其外切酶活性降解siRNA從而調(diào)控siRNA的水平［40］。因此植物和哺乳動物ERI-1通過核酸外切酶活性降解siRNA和miRNA從而負調(diào)控RNAi。現(xiàn)有研究表明，與通過DCR-1互作參與內(nèi)源性siRNA產(chǎn)生和與外源性RNAi競爭核心組分的ERI-1b是線蟲特異的。ERI-1參與內(nèi)源性siRNA生成的功能可能為線蟲特有，哺乳動物卵母細胞可能通過其他機制協(xié)調(diào)內(nèi)源性和外源性RNAi途徑。

過表達3” hExo可以抵消RNAi、抑制無義密碼子特異性轉(zhuǎn)錄沉默 （nonsense-mediated transcriptional gene silencing，NMTGS）［41］，因此作為ERI-1同源蛋白的3” hExo在人類中同樣負向調(diào)控RNAi途徑。所以，線蟲、哺乳動物和植物ERI-1均通過參與RNAi來調(diào)控基因表達。

裂殖酵母ERI-1含有313個氨基酸，與秀麗隱桿線蟲ERI-1具30%以上的相似性［26］。在裂殖酵母中，異染色質(zhì)主要形成于著絲粒和端粒。其轉(zhuǎn)錄物被Dicer切割成siRNA，進入RITS復(fù)合體（包含Ago1、Chp1和Tas3），靶向與siRNA反向互補的mRNA，介導(dǎo)其降解［42-43］。隨后RITS復(fù)合體招募組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶Clr4促進H3K9甲基化，甲基化的H3K9與異染色質(zhì)蛋白Swi6結(jié)合，促進異染色質(zhì)的形成［44-45］。裂殖酵母ERI-1通過SAP結(jié)構(gòu)域識別源于異染色質(zhì)的雙鏈siRNA，并通過核酸外切酶結(jié)構(gòu)域特異性地將其降解，抑制細胞內(nèi)siRNA的積累，從而抑制RNAi，降低H3K9甲基化水平，最終抑制異染色質(zhì)的形成（圖4d）。核酸外切酶結(jié)構(gòu)域內(nèi)活性位點突變后的表型與△eri-1一致，因此ERI-1是通過其核酸外切酶活性負向調(diào)控異染色質(zhì)的形成［26，46］。

值得注意的是，在模式絲狀真菌粗糙脈孢菌（Neurospora crassa）中報道的ERI-1（NCU06684）與細胞核內(nèi)新生的RNA（來自一類不依賴Dicer的siRNA產(chǎn)生位置上的RNA）結(jié)合，并招募組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體進行染色質(zhì)修飾，介導(dǎo)異染色質(zhì)的形成［47-48］。由于ERI-1的直系同源基因在絲狀子囊菌中已經(jīng)丟失，粗糙脈孢菌的ERI-1很可能是不同的基因。結(jié)構(gòu)域分析表明，粗糙脈孢菌的ERI-1具有1個類ERI-1_3” hExo結(jié)構(gòu)域，1個類RRM_ARP結(jié)構(gòu)域和2個zf-Ran結(jié)構(gòu)域（圖2a）。

ERI-1通過其核酸外切酶活性降解siRNA和/或miRNA負調(diào)控RNAi的功能在酵母、線蟲、哺乳動物和植物中保守（表1），但是與Dicer互作參與內(nèi)源性siRNA生成的功能為線蟲特有。植物的RNA衰變與RNAi相關(guān)，在轉(zhuǎn)錄和RNA加工過程中產(chǎn)生的異常RNA（aberrant RNA），會被5” →3” 或3” →5” 核酸外切酶快速降解，阻止它們被Dicer識別并加工成siRNA進入轉(zhuǎn)錄后基因沉默（posttranscriptional gene silencing，PTGS）復(fù)合體［49］。ERI-1作為一個保守的3” →5” 核酸外切酶很有可能參與RNA衰變降解細胞內(nèi)的異常RNA，降低內(nèi)源性siRNA的豐度。線蟲eri-1突變體中并非所有內(nèi)源性siRNA含量下降間接支持了這個假設(shè)。

siRNA在疾病治療方面具有良好的前景。外源引入靶向致癌基因mRNA的siRNA，抑制致癌基因的表達是癌癥的新型療法。但是未經(jīng)修飾的siRNA在血清中不穩(wěn)定，容易被多種RNA酶降解。ERI-1作為保守的siRNA降解酶，可以識別并降解siRNA的3” 突出端。因此，對siRNA 3” 端堿基進行化學(xué)修飾的方法可以保護siRNA免受降解而不損害其結(jié)合靶標(biāo)mRNA的能力［50］。

Fig. 4 ERI-1 regulates RNAi圖4 ERI-1調(diào)控RNAi

Table 1 Roles of ERI-1 on RNAi in different species表1 不同物種中ERI-1對RNAi的調(diào)控

2.2 ERI-1參與rRNA的加工

除了調(diào)控RNAi，ERI-1也參與5.8S核糖體RNA的加工和成熟。ERI-1的核酸外切酶結(jié)構(gòu)域催化5.8S rRNA前體3” 端的加工——切除幾個未配對的核苷酸（圖5a）。該功能從裂殖酵母到哺乳動物高度保守［26］。秀麗隱桿線蟲ERI-1a和ERI-1b均位于細胞質(zhì)，因此盡管大多數(shù)核糖體加工發(fā)生于核仁，線蟲ERI-1介導(dǎo)的5.8S rRNA加工可能發(fā)生于細胞質(zhì)［51-52］。有趣的是，線蟲ERI-1a是個高度保守的蛋白質(zhì)，它參與5.8S rRNA的加工和降解外源性siRNA，但不參與內(nèi)源性RNAi途徑。而ERI-1b是線蟲特有的蛋白質(zhì)，除了參與5.8S rRNA加工外還通過與DCR-1互作而參與調(diào)控內(nèi)源性RNAi。

小鼠ERI-1也能與核糖體、rRNA前體和5.8S rRNA結(jié)合。而且小鼠ERI-1-/-突變體與線蟲△eri-1一樣，它的5.8S rRNA出現(xiàn)3” 端延伸的現(xiàn)象，并且ERI-1直接負責(zé)5.8S rRNA 3” 端加工的最后一步，因此ERI-1也是小鼠5.8S rRNA加工所必需的（圖5a）。實驗證明，ERI-1的核酸外切酶活性為催化5.8S rRNA 3” 端形成必需的，而SAP結(jié)構(gòu)域提高了3” 端加工的效率。ERI-1在小鼠和人類細胞中定位于核仁以及ERI-1能與rRNA前體直接結(jié)合，均表明ERI-1介導(dǎo)的5.8S rRNA加工在空間上與rRNA前體加工、前核糖體的組裝相關(guān)［27，53］。

哺乳動物ERI-1與Dis3L2（一種3” →5” 核酸外切酶）存在功能冗余。let-7 miRNA前體（“7SB”rRNA）被寡腺苷酸化后進一步加工生成6S rRNA，然后Dis3L2和/或ERI-1切除6S rRNA的最后一個核苷酸以產(chǎn)生成熟的5.8S rRNA［54-57］。許多3” →5” 核酸外切酶底物的基本特征是存在3” 端未配對的堿基，不受poly（A）的保護［58］。Dis3L2是核糖核酸酶（RNase）II/RNR超家族的成員，通過3個RNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（1個S1結(jié)構(gòu)域和2個cold-shock結(jié)構(gòu)域）識別RNA 3” 端4~5 nt的區(qū)域［59］，而ERI-1依靠SAP結(jié)構(gòu)域特異性識別雙鏈RNA，這可能是不同種類核酸外切酶發(fā)揮功能的特異性所在。

ERI-1在擬南芥中的同源蛋白ERIL1具有保守的3” →5” 核酸外切酶活性，但無SAP結(jié)構(gòu)域，定位于葉綠體［29］。ERIL1通過影響葉綠體rRNA的加工與成熟從而參與葉綠體發(fā)育。在缺失ERIL1的株系中，成熟的4.5S和5S rRNA顯著減少，因此，ERIL1參與葉綠體4.5S和5S rRNA的成熟［40，60］。DEDDh結(jié)構(gòu)域內(nèi)保守活性位點的突變嚴(yán)重影響了ERIL1在體外的核酸外切酶活性，推測ERIL1在體內(nèi)可能是通過其外切酶活性發(fā)揮功能。綜上所述，ERI-1在rRNA加工和成熟中的功能在線蟲、哺乳動物和植物中保守。

2.3 參與調(diào)控組蛋白mRNA的降解

組蛋白基因的表達與細胞周期的推進緊密關(guān)聯(lián)［61］。組蛋白mRNA的豐度與DNA復(fù)制緊密相關(guān)，因而在細胞周期中受到嚴(yán)格的調(diào)控，其僅在S期細胞中大量存在，S期結(jié)束時迅速降解。組蛋白mRNA的3” -UTR有一個高度保守的莖環(huán)結(jié)構(gòu)SL，緊接著是ACCCA序列。在S期，莖環(huán)結(jié)合蛋白SLBP與SL的5” 端核苷酸結(jié)合，穩(wěn)定并促進組蛋白mRNA的翻譯，是組蛋白mRNA代謝的主要調(diào)節(jié)因子［46，62-64］。在S期末期，SLBP被蛋白酶體降解導(dǎo)致組蛋白mRNA的快速降解［65］。人類細胞3” hExo是在篩選組蛋白mRNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)互作蛋白時篩選鑒定的［18］。它與SL 3” 端的ACCCA序列結(jié)合，切除兩個未配對的核苷酸，從而參與組蛋白mRNA的加工［66］。3” hExo、SLBP與SL結(jié)合形成緊密的三元復(fù)合體。盡管SLBP與3” hExo之間沒有物理相互作用，但其中一種蛋白質(zhì)與SL結(jié)合導(dǎo)致的莖環(huán)結(jié)構(gòu)空間變化有助于另一種蛋白質(zhì)與SL的結(jié)合［24，67］。

在S期結(jié)束時，SLBP被蛋白酶體降解，由未知酶對莖環(huán)的3” 端進行寡核苷酸化。Lsm1-7復(fù)合體（環(huán)狀Lsm1-2-3-6-5-7-4結(jié)構(gòu)）識別組蛋白mRNA的寡核苷酸化尾巴［68］，而3” hExo與Lsm1-7復(fù)合體互作，并通過與解旋酶UPF-1的互作降解組蛋白mRNA的莖環(huán)（圖5）［69-70］，導(dǎo)致組蛋白mRNA在S期結(jié)束時快速發(fā)生分步降解，推動細胞周期進入G2期。

同樣，小鼠ERI-1對S末期寡核苷酸化組蛋白mRNA的快速降解非常重要。在S期結(jié)束之前，ERI-1切割成熟組蛋白mRNA 3” 端未配對的核苷酸，隨后在接近雙鏈莖環(huán)結(jié)構(gòu)的位置停止［71］，該功能類似于其在5.8S核糖體RNA成熟過程中的作用。

綜上所述，哺乳動物ERI-1是一種能降解組蛋白mRNA的酶。作為這種核酸外切酶的前提條件之一是與核糖體結(jié)合［72］，這可以解釋為什么在哺乳動物成熟的核糖體中發(fā)現(xiàn)了ERI-1［27］。

Fig. 5 ERI-1 plays conservative roles in the 3” terminal modification of 5.8S rRNA (a) and the processing and degradation of histone mRNA (b)圖5 ERI-1在5.8S rRNA的3” 端修飾和組蛋白mRNA的加工與降解中具有保守功能

出乎意料的是，盡管黑腹果蠅Snp與線蟲ERI-1具有31%的序列同源性，但在組蛋白mRNA的加工中功能卻相反［30］。Snp直接與組蛋白mRNA互作并影響其3” 端加工，保護組蛋白mRNA的3” 端。當(dāng)Snp缺失時，組蛋白mRNA很容易被降解，因此，Snp正向調(diào)控組蛋白mRNA的豐度［30］。Snp也是一種DNA酶，相比之下3” hExo更具RNA特異性［19］。而Snp不是5.8S rRNA成熟所必需的，也不會對RNAi進行負向調(diào)控。因此Snp是ERI-1的非功能性同源蛋白。

3 展 望

概而言之，保守的3” →5” 核酸外切酶ERI-1通過其外切酶活性調(diào)控RNAi和異染色質(zhì)的形成、5.8s rRNA的加工、組蛋白mRNA的降解。ERI-1通過與DCR-1互作正調(diào)控內(nèi)源性siRNA的功能為線蟲特有［11］。ERI-1參與多個重要的細胞過程，必然受到精確的調(diào)控，但何種機制調(diào)控其何時參與何條途徑尚不清楚。

作為一個高度保守的蛋白質(zhì)，ERI-1在多數(shù)芽殖酵母和絲狀子囊真菌中丟失（圖3）。ERI-1在芽殖酵母中的丟失可能與其RNAi的丟失相關(guān)［73］。芽殖酵母具有RNA酶Ngl2p，它對5.8S rRNA 3” 端加工的最后一步至關(guān)重要［74-75］，芽殖酵母5.8S rRNA 3” 端加工的任務(wù)可以由該酶完成。但是為什么在具有RNAi的絲狀子囊真菌中ERI-1也丟失了呢？根據(jù)ERI-1的類DEDDh 3” →5’核酸外切酶結(jié)構(gòu)域進行多序列比對分析，在絲狀子囊真菌中發(fā)現(xiàn)了NRP1基因。NRP1除了具有保守的類ERI-1_3” hExo結(jié)構(gòu)域，還具有一個類RRM_ARP結(jié)構(gòu)域和多個zf-RanBP結(jié)構(gòu)域。研究表明類RRM_ARP和zf-RanBP結(jié)構(gòu)域在RNAi和組蛋白甲基化過程中發(fā)揮功能，進而參與異染色質(zhì)的形成與維持［47，76］。因此推測絲狀真菌中NRP1的功能可能替代了ERI-1，從而導(dǎo)致ERI-1的丟失。

在一些物種中，由dsRNA引發(fā)的RNA干擾是免疫系統(tǒng)對抗RNA病毒入侵的保護機制［7］，之前有報道稱線蟲能利用ERI-1抑制這種抗病毒免疫機制［77］。因此，生物體可能需要ERI-1平衡RNAi以增加對一些有益病毒的敏感性。小鼠ERI-1的缺失降低了NK細胞和T細胞對病毒的抗性［12］，原因可能是ERI-1缺失導(dǎo)致免疫相關(guān)途徑的基因表達沉默，免疫細胞需要ERI-1負調(diào)控RNAi以平衡相關(guān)基因的表達。

一些RNA病毒會利用寄主細胞的核酸外切酶為自己的增殖服務(wù)，如甲型流感病毒的核糖核蛋白PB2、PB1和NP通過與人類細胞的ERI-1互作實現(xiàn)病毒RNA的轉(zhuǎn)錄［78］，沉默ERI-1大大降低了甲型流感病毒的增殖速度。因此破壞ERI-1與病毒的互作可以阻止/減緩甲型流感病毒的傳播，未來研究可以側(cè)重于鑒定ERI-1與病毒互作的特定氨基酸位點，為開發(fā)靶向ERI-1抗流感病毒新藥物做準(zhǔn)備。

今后的研究需要聚焦于ERI-1的進化丟失問題以及其自身的調(diào)控機制，從而揭示ERI-1介導(dǎo)的表觀遺傳調(diào)控機制，及靶向ERI-1抗病毒藥物的開發(fā)。