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Argonaute (AGO)蛋白是一类庞大的蛋白质家族，包含AGO1-4，是组成RISCs(RNA-induced silencing complex )复合物的主要成员。AGO蛋白质主要包含四个结构域：N，PAZ，MID和PIWI。其中N装载smallRNA，MID结合smallRNA 5’端，PAZ结合smallRNA 3’端，PIWI具有Rnase活性[1]。
AGO蛋白的经典功能是AGO2在细胞质中装载miRNA形成RISC复合物，并介导miRNA通过序列互补配对结合靶基因mRNA 3’UTR，促进mRNA降解或蛋白翻译抑制。AGO蛋白-smallRNA的复合物可以分泌到体液中并稳定存在，作为潜在的疾病诊断的生物标志物。
外泌体之外结合AGO的smallRNA作为疾病诊断的biomarker
体液循环系统中能够稳定存在的smallRNA，有些以囊泡包裹的形式存在，例如外泌体包裹的smallRNA；有些以结合蛋白的形式存在，例如血液中游离的microRNA与Ago蛋白结合形成Ago-miRNA复合物而免于核酸酶的降解，在血液中稳定存在。有研究表明，血浆中miRNA主要是以RNA-蛋白复合物（例如AGO2）而非外泌体包裹形式存在，例如miR-122仅与AGO2形成复合物形式存在而不存在于外泌体中，这些不被外泌体包裹的miR-122被Ago蛋白保护，在多种肝脏疾病的体液样本中表现出特异性高表达的特征 [2]，因此研究循环AGO-miRNA对基于循环miRNA捕获和分析的生物标志物方法的开发具有重要意义。此外，鉴定血浆中的细胞外Ago2-miRNA复合物增加了细胞将功能性miRNA诱导的沉默复合物释放到循环中的可能性。除了体液样本中协助生物标志物的研究之外，随着研究的深入，AGO蛋白被发现可以结合tRF&tiRNA，Agotron等其他smallRNA，发挥新的调控功能，在生物学活动或疾病发生过程发挥重要作用。
图1. 血浆外泌体之外结合AGO2稳定存在的miRNA[2]
除了体液样本中协助生物标志物的研究之外，随着研究的深入，AGO蛋白被发现可以结合tRF&tiRNA，Agotron等其他smallRNA，发挥新的调控功能，在生物学活动或疾病发生过程发挥重要作用。
AGO蛋白新功能一：在细胞质介导Agotron RNA与mRNA结合抑制翻译
Agotron是基因短intron区域形成的，由DGCR8/Drosha以及Dicer非依赖途径产生的ncRNA，长度约70-150nt。Agotron在细胞质与AGO形成的复合物，结合靶mRNA抑制翻译，进行转录后调控，例如PKD1 和MAST1 内含子来源的Agotron[3]。 由于具有特殊二级结构和更高的GC含量，Agotron可以比miRNA更严格的结合mRNA，脱靶效应更低。
图2. 在细胞质AGO介导Agotron RNA结合mRNA抑制翻译[4]
AGO蛋白新功能二：在细胞质中结合tRF&tiRNA影响mRNA稳定性和蛋白翻译
tRNA来源的小RNA（tRF&tiRNA）即tRNA-derived fragment。是在特定的细胞/组织中或者在细胞受到胁迫等特定条件下，由特定的核酸酶[如Dicer、血管生成素 (ANG) ] 在 tRNA 的环上剪切，产生的特定大小的小片段 RNA。在压力应激、信号传导和基因表达等过程中都发挥着重要作用。
多项研究表明，与tRF&tiRNA形成复合物的AGO蛋白不仅仅包括AGO2，而且包括AGO1,3,4[5]， 例如在酒精性脂肪肝中，tRNA-Gly来源的Gly-tRFs表达显著上调，与Ago3蛋白互作直接靶向Sirt1 mRNA的3’UTR区并诱导其降解，从而影响下游脂肪生成和β氧化途径和酒精性脂肪肝的发生[6]。
图3. 在酒精性脂肪肝中，Gly-tRFs促进Sirt1 mRNA降解，从而影响疾病发生[6]。
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参考文献
[1] Iwakawa HO, et al. Mol Cell. 2022. PMID: 34942118
[2] Arroyo, Jason D et al. PNAS. 2011. PMID: 21383194
[3] Hansen, Thomas B et al.2016. Nat Commun. PMID: 27173734
[4] Daugaard I, et al. Trends Genet. 2017. PMID: 28174021
[5] Kumar, Pankaj et al. 2014. BMC biology. PMID: 25270025
[6] Zhong, Fudi et al. 2019. Cell research. PMID: 31076642
[7] Hauptmann, Judith et al.PNAS.2015. PMID: 26351695
