基因組學第8章

1、 山上有奇峰, 深藏云霧中. 平時看不見, 偶爾露崢嶸.三條路線三條路線, 殊途同歸殊途同歸: 1) 植物轉基因沉默植物轉基因沉默 2) 線蟲線蟲RNA注射實驗注射實驗 3) 線蟲發(fā)育突變研究線蟲發(fā)育突變研究1989年年Matzke等為了加深矮牽?；ò甑念伾珜⒖氐葹榱思由畎珷颗；ò甑念伾珜⒖刂谱仙ǖ幕驅氚珷颗＜毎谱仙ǖ幕驅氚珷颗＜毎?并獲得再生并獲得再生植株植株.未曾預料的是未曾預料的是,在轉基因陽性植株中出現(xiàn)在轉基因陽性植株中出現(xiàn)完全為白色花瓣的植株完全為白色花瓣的植株. 深入研究發(fā)現(xiàn)深入研究發(fā)現(xiàn), 導入導入矮牽牛的轉基因含有反向尾矮牽牛的轉基因含有反向尾-尾重復的結構尾重復的

2、結構. 產生正義和反義基因轉錄產物產生正義和反義基因轉錄產物.正義和反義基正義和反義基因轉錄產物形成因轉錄產物形成dsRNA, 導致內源基因的沉導致內源基因的沉默默,使原本產生紫色花色的花瓣變成白色使原本產生紫色花色的花瓣變成白色.這是首次報道正反義雙鏈這是首次報道正反義雙鏈RNA導致的內源基因沉導致的內源基因沉默默.1995年年Cornell大學的研究人員大學的研究人員Guo和和Kemphues在研究阻在研究阻斷秀麗新小桿線蟲中的斷秀麗新小桿線蟲中的par-1基因時，利用反義基因時，利用反義RNA (antisense RNA)技術特異性地阻斷技術特異性地阻斷par-1基因的表達，基因的表達

3、，同時在對照實驗注射正義同時在對照實驗注射正義RNA（sense RNA）觀察基）觀察基因表達是否增強。但結果是二者都同樣地切斷了因表達是否增強。但結果是二者都同樣地切斷了par-1 基因的表達途徑基因的表達途徑,這與傳統(tǒng)的反義這與傳統(tǒng)的反義RNA功能的解釋自相功能的解釋自相矛盾，作者對此未能給出合理解釋。直到矛盾，作者對此未能給出合理解釋。直到1998年年2月，月，F(xiàn)ire和和Mello首次揭開謎底。他們證實，首次揭開謎底。他們證實，Guo等報道的等報道的正義正義RNA抑制基因表達的現(xiàn)象是由于實驗中污染了微抑制基因表達的現(xiàn)象是由于實驗中污染了微量雙鏈量雙鏈RNA (Double RNA, d

4、sRNA)所致。他們將體外所致。他們將體外轉錄的單鏈轉錄的單鏈RNA純化后注射線蟲，發(fā)現(xiàn)基因抑制效果純化后注射線蟲，發(fā)現(xiàn)基因抑制效果十分微弱。而經過純化的雙鏈十分微弱。而經過純化的雙鏈RNA卻正好相反，能夠卻正好相反，能夠高效特異性阻斷靶基因的表達，其效率高于單鏈反義高效特異性阻斷靶基因的表達，其效率高于單鏈反義RNA約約2個數(shù)量級。個數(shù)量級。Fire等對等對dsRNA調控內源基因表達的現(xiàn)象創(chuàng)造了一個名調控內源基因表達的現(xiàn)象創(chuàng)造了一個名詞詞: RNA interference, 簡稱簡稱RNAi, 即即RNA干擾干擾.上世代上世代70年代中期，悉尼年代中期，悉尼Brenner實驗室發(fā)現(xiàn)了實驗室

5、發(fā)現(xiàn)了lin-4突變突變體。體。1988年夏，年夏，Abros小組開始克隆小組開始克隆lin-4基因。他們基因。他們獲得了一段獲得了一段700bp長的長的cDNA，但未發(fā)現(xiàn)，但未發(fā)現(xiàn)ORF。將。將lin-4的的700bp進行移碼突變，結果也未能使其失去原有功進行移碼突變，結果也未能使其失去原有功能。這使他們認識到，能。這使他們認識到，lin-4可能是非編可能是非編RNA。與此同時，另一個小組與此同時，另一個小組Ruvkun實驗室也獲得一個類似實驗室也獲得一個類似lin-4表型的突變，并采用定位技術將表型的突變，并采用定位技術將lin-14的突變確定在的突變確定在lin-14的的3末端。他們發(fā)現(xiàn)

6、，末端。他們發(fā)現(xiàn)，lin-4和和LIN-14的的3末端有末端有多處互補序列。由此他們認為，多處互補序列。由此他們認為，lin-4基因的適時表達基因的適時表達可以使可以使lin-14基因沉默，使線蟲發(fā)育進入基因沉默，使線蟲發(fā)育進入L2期。期。2000年，采用定位克隆技術發(fā)現(xiàn)另一個年，采用定位克隆技術發(fā)現(xiàn)另一個miRNA基因基因let-7. Let-7可以使可以使lin-41基因沉默，基因沉默，let-7和和lin-41在物種間有在物種間有很強的保守性。這些小很強的保守性。這些小RNA被稱為被稱為“small temporal RNA”（stRNA）。自）。自let-7非編碼小非編碼小RNA可調控

7、基因可調控基因表達后表達后, ncRNA的生物學才引起廣泛關注的生物學才引起廣泛關注.單個單個miRNA可識別多個可識別多個mRNA靶標靶標, 一個一個mRNA靶標可被靶標可被多個多個miRNA識別識別.miRNA與靶與靶mRNA之間有多種互作方式之間有多種互作方式.見見: Nature 403:901-905, 2000根據(jù)小分子根據(jù)小分子RNA的來源及其加工方式的來源及其加工方式,可將其分為兩可將其分為兩大類大類:1) siRNA(short interfering RNA):小分子干擾小分子干擾RNA, 主要來源于內源轉座子主要來源于內源轉座子,反向重復反向重復DNA,轉基因表轉基因表達

8、產物達產物,外源病毒等外源病毒等. 2) miRNA(microRNA): 微小微小RNA, 主要來源于主要來源于pre-mRNA. 到到2005年，在年，在12個物種中共報道了個物種中共報道了2953個個miRNA: 線蟲線蟲,114; 果蠅果蠅: 78; 斑馬魚斑馬魚(Danio rerio ), 369; 雞雞, 122; 擬擬南芥南芥, 117; 人類人類, 328; 小鼠小鼠, 224; 大鼠大鼠, 186.動物動物miRNAmiRNA基因屬于基因屬于PolIIPolII基因基因, ,加帽與加加帽與加尾尾, ,有三種分布方式有三種分布方式: :1)1)獨立結構獨立結構2)2)內含子中

9、內含子中3)3)外顯子中外顯子中4)3UTR4)3UTR人類基因組約人類基因組約50% miRNA 基因成簇狀排列?；虺纱貭钆帕?。成熟成熟miRNA的的3末端有末端有2nt的突出的突出.動物動物miRNA的加的加工分為兩個階段工分為兩個階段,兩個場所兩個場所:細胞核細胞核:pri-miRNA pre-miRNA細胞質細胞質:pre-miRNA 成熟成熟miRNA根據(jù)根據(jù)miRNA保守保守的的5端端“種子種子”順序同源性搜順序同源性搜索索,推測人類基推測人類基因組中約三分因組中約三分之二的蛋白質之二的蛋白質編碼基因受編碼基因受miRNA的調控的調控.已知所有動物已知所有動物miRNA作用的作用

10、的靶子靶子mRNA均在均在其其3UTR.Cell, 120:15-20, 2005轉化小鼠表達轉化小鼠表達mRNA被內源被內源miRNA結合降解結合降解, 無無LacZ蛋白質蛋白質, 顯白色顯白色.脊椎動物體脊椎動物體節(jié)發(fā)育調控節(jié)發(fā)育調控基因基因HOXB8的的3UTR含含有可與有可與miR-196a互補的互補的順序順序. Sensor表達載體構表達載體構建可檢測建可檢測miRNA的表達的表達場所場所.黑框為基因數(shù)黑框為基因數(shù),白框為預期的靶基因數(shù)白框為預期的靶基因數(shù), 框上數(shù)字為百分比框上數(shù)字為百分比.根據(jù)結構特征在人類基因組中已經注釋的根據(jù)結構特征在人類基因組中已經注釋的miRNA基因為基因

11、為328個個, 估計可能多于估計可能多于1000, 占總基因數(shù)占總基因數(shù)1%. 根據(jù)根據(jù)niRNA種子序列種子序列分析推測人類基因組中約分析推測人類基因組中約30%的基因受的基因受miRNA調控調控.絕大多數(shù)絕大多數(shù)miRNA與靶標與靶標mRNA結合的位點結合的位點在在3UTR區(qū)區(qū),其中其中miRNA 的的5端端2-7nt最重最重要要.Transitive dsRNA: 轉移性轉移性dsRNA.目前在哺乳動物基因組中尚未發(fā)現(xiàn)目前在哺乳動物基因組中尚未發(fā)現(xiàn)siRNA.動物動物siRNA來來源于源于dsRNA, 后者在細胞質后者在細胞質中經中經Dicer (Rnase III)加加工成工成21-2

12、2nt siRNA, 隨后隨后進一步擴增放進一步擴增放大或進入細胞大或進入細胞核使染色質異核使染色質異染色質化染色質化.絕大多數(shù)絕大多數(shù)siRNA的作用目標是產生其自身的作用目標是產生其自身的基因組順序或的基因組順序或RNA序列序列. 因為這種作用因為這種作用方式只涉及本源的順序方式只涉及本源的順序, 因而稱為順式作因而稱為順式作用用(cis-acting).四膜蟲為單細四膜蟲為單細胞原生生物胞原生生物,其其營養(yǎng)生長時期營養(yǎng)生長時期可產生一個營可產生一個營養(yǎng)大核和一個養(yǎng)大核和一個生殖小核生殖小核.大核大核中含有營養(yǎng)生中含有營養(yǎng)生長必須的基因長必須的基因.大核是在受精大核是在受精后接合子分裂后接

13、合子分裂過程中由小核過程中由小核產生的產生的, 其中其中許多不必要的許多不必要的DNA成分均被成分均被除去除去.這一選擇這一選擇性加工與小性加工與小RNA有關有關.Annu. Rev. Genet, 39:537-539, 2005 Trends in Genetics, 20:314-319, 2004基于對三種基于對三種“基底后生動物門基底后生動物門”的代表動物（一的代表動物（一種扁盤動物、一種海綿和一種?？┘耙环N單種扁盤動物、一種海綿和一種?？┘耙环N單細胞細胞“領鞭毛蟲領鞭毛蟲”的總的總RNA內容所做測序表明，內容所做測序表明，小小RNA出現(xiàn)的時間要比人們以前所想的長得多。出現(xiàn)的時間

14、要比人們以前所想的長得多。調控性小調控性小RNA通道似乎是在后生動物演化過程通道似乎是在后生動物演化過程中非常早的時候出現(xiàn)的中非常早的時候出現(xiàn)的是當多細胞生命方是當多細胞生命方式出現(xiàn)時出現(xiàn)的，盡管這種機制后來在一些生式出現(xiàn)時出現(xiàn)的，盡管這種機制后來在一些生命分支中丟失了命分支中丟失了.Nature 455, 1193-1197 (30 October 2008) 已知有4類植物小分子干擾RNA：l miRNA: DCL1-加工類, 21nt.形成發(fā)夾結構.l ta-siRNA: DCL4-加工類, trans-acting siRNA, 21nt, 源于TAS基因,為mRNA, 但不形成 發(fā)夾

15、結構, 可剪切成小RNA作用靶mRNA lcis-siRNA: DCL3-加工類, 24-nt, 源于異染 色質, 殘缺轉錄產物, 轉座子.lnat-siRNA: DCL2-加工類, 21nt, 源于異染色質, 反向重復DNA。DCL蛋白蛋白: 植物中類似動物Argon(RNase III) 的RNA酶 miRNAs:miRNAs: microRNAs microRNAs siRNAs: siRNAs: small interfering RNAssmall interfering RNAs nat-siRNAs:nat-siRNAs: natural siRNAs natural siRNA

16、s ta-siRNAs: ta-siRNAs: trans-acting siRNAstrans-acting siRNAs ca-siRNA: ca-siRNA: cis-acting siRNAscis-acting siRNAs tncRNAs:tncRNAs: tiny noncoding RNAs tiny noncoding RNAs scnRNAs:scnRNAs: small scan RNAs small scan RNAs rasiRNAs:rasiRNAs: repeat-associated siRNAs repeat-associated siRNAs piRNAs:

17、 piRNAs: piwi-interacting RNAspiwi-interacting RNAsIn mammals, only the miRNA and piRNAclass has been identified, and there have been no descriptions of any other class of endogenous small RNAs. 植物植物miRNAmiRNA與動與動物物miRNAmiRNA的區(qū)別的區(qū)別: :1)1)成熟成熟miRNAmiRNA在在 細胞核內完成細胞核內完成. .2)2)植物植物miRNAmiRNA的的 兩個兩個33末端末

18、端 有有2nt2nt突出突出, ,并并 被被甲基化甲基化. .3)3)植物植物miRNAmiRNA與與靶靶 mRNAmRNA互補程度互補程度 高高, ,主要引起主要引起 mRNA降解降解. .TAS基因轉錄一個長鏈基因轉錄一個長鏈RNA分子，然后被分子，然后被miRNA介導切割成兩介導切割成兩段段RNA。隨后以。隨后以5端端RNA片段為模板合成片段為模板合成dsRNA.形成的形成的dsRNA經經DCL4加工成加工成21nt的的siRNA, 并在并在3端加上端加上甲基甲基.成熟的成熟的ta-siRNA與靶與靶mRNA互作互作, 使其使其切割降解切割降解. ARF基因由基因由TAS13 ta-si

19、RNA調控調控.na-siRNA即即natural cis-acting siRNA.產產生于內源的生于內源的cis-antisense 基因的表基因的表達產物達產物. 兩步生成兩步生成:24nt na-siRNA21nt na-siRNA.在擬南芥鹽誘導壓在擬南芥鹽誘導壓力環(huán)境下產生力環(huán)境下產生. 作作用于自身用于自身mRNA.農桿菌感染寄主農桿菌感染寄主細胞細胞, 將將T-DNA整合到寄主細胞整合到寄主細胞染色體中染色體中,表達致表達致瘤基因瘤基因.給煙草葉給煙草葉片接種低濃度農片接種低濃度農桿菌桿菌,在在3天和天和25天后檢測未致瘤天后檢測未致瘤和致瘤組織和致瘤組織, 致致瘤組織無瘤組織

20、無21nt的的IAAM和和AGS.初生初生25nt siRNA在細胞在細胞間的轉移距離間的轉移距離較近較近,僅在數(shù)個僅在數(shù)個細胞之間細胞之間.次生次生21nt siRNA可可在在10-15個細胞個細胞之間轉移之間轉移. siRNA的擴散的擴散在細胞分化和在細胞分化和組織器官形成組織器官形成中有重要作用中有重要作用.1）保持基因組的穩(wěn)定性）保持基因組的穩(wěn)定性, 在轉錄水平和轉錄后在轉錄水平和轉錄后 水平控制轉座子的跳躍水平控制轉座子的跳躍2）控制個體和細胞的生長與發(fā)育）控制個體和細胞的生長與發(fā)育, 如保持干細如保持干細 胞的分裂潛力胞的分裂潛力3）在動植中降解）在動植中降解mRNA或抑制或抑制m

21、RNA的翻譯的翻譯4）在原生生物的大核形成中指導）在原生生物的大核形成中指導DNA的清除的清除5）在動植中保護細胞免受病毒的侵害）在動植中保護細胞免受病毒的侵害7）對生物或非生物壓力作出應激反應）對生物或非生物壓力作出應激反應1) 轉錄水平轉錄水平: 異染色質形成異染色質形成, 啟動子沉默啟動子沉默2) 轉錄后水平轉錄后水平: mRNA降解降解3) 翻譯水平翻譯水平: 阻止阻止mRNA翻譯翻譯4) 基因組水平基因組水平: 轉座子剔除轉座子剔除植物葉片極性植物葉片極性(正反面正反面,或遠軸面和近軸面或遠軸面和近軸面, ad or ab)的建立與的建立與miRNA的調有關的調有關. 在涉及在涉及m

22、iRNA的突變體中的突變體中, 葉葉片不能形成平展的葉片片不能形成平展的葉片,而是長成棒狀的形態(tài)而是長成棒狀的形態(tài).f: 1,2, 為野生型表達為野生型表達.3,4, 為突變型為突變型. Nature 428:82-84, 20042002年年Reinhart等采用小等采用小RNA分離克隆技術從擬南芥中獲得分離克隆技術從擬南芥中獲得16個個miRNA, 其中其中MIR165與基因與基因PHB, PHV, REV和和ATHB mRNA 互補互補, MIR166與與ATHB8 mRNA互補互補. 這這5個基因均含有個基因均含有START結構域結構域, MIR165和和MIR166與與START區(qū)順

23、序一致區(qū)順序一致.體外實驗證實體外實驗證實, 將將MIR165和和PHB及及PHV mRNA在小麥胚提取物溫浴可剪切在小麥胚提取物溫浴可剪切PHB及及PHV mRNA.Heterochromatin revisited, Nature Review /Genetics, 8:35-46, 2007注注:1)人工構建人工構建的的ura4+反向重反向重復表達載體導復表達載體導入細胞可產生入細胞可產生莖環(huán)莖環(huán)RNA,形成形成siRNA,導致內導致內源源ura4+基因沉基因沉默默.2)酵母一個酵母一個LTR附近的基附近的基因因meu在野生在野生型減數(shù)分裂期型減數(shù)分裂期表達上調表達上調,但在但在siRN

24、A突變型突變型(dcr1,ago1,rdp1)中為下調中為下調.將將URA4+取代取代LTR, meu基因在基因在突變型中沉默突變型中沉默,表明表明LTR區(qū)異染色質化可擴展區(qū)異染色質化可擴展. Science 301: 1060異染色質的形成涉異染色質的形成涉及及hc-siRNA(異染色異染色質質siRNA).它們的前它們的前體從異染色質區(qū)轉體從異染色質區(qū)轉錄錄, 隨后產生隨后產生dsRNA. dsRNA由由DCL3 (RNaseIII)加工成加工成hc-siRNA, 之后轉移之后轉移到將形成異染色質到將形成異染色質的區(qū)域的區(qū)域, 指導指導DNA的的甲基化和組蛋白的甲基化和組蛋白的修飾修飾.

25、hc-siRNA 也也稱稱Small scan RNAs (scnRNAs) .目前尋找目前尋找miRNA的方法主要有三種的方法主要有三種:1) 正向遺傳學與圖位克隆正向遺傳學與圖位克隆2) miRNA文庫構建文庫構建3) 生物信息學分析與預測生物信息學分析與預測果蠅果蠅: bantam miRNA-細胞增殖細胞增殖, 2003年年 miR14 -細胞死亡細胞死亡, 2003年年 miR278 -能量穩(wěn)態(tài)能量穩(wěn)態(tài), 2006年年線蟲線蟲: lin-4 miRNA- 蟲體發(fā)育蟲體發(fā)育, 1993年年 let-7 miRNA- 蟲體發(fā)育蟲體發(fā)育, 2000年年 lsy-6 microRNA-神經元

26、左右非對稱神經元左右非對稱, 2003年年bantam miRNA的突變造成果蠅個體變小的突變造成果蠅個體變小, 原因是細原因是細胞數(shù)目減少胞數(shù)目減少. 野生型野生型bantam miRNA可恢復正常表型可恢復正常表型.到目前為止采用正向遺傳學到目前為止采用正向遺傳學(forward geneics)方法克隆的方法克隆的miRNA基因數(shù)量非常有限基因數(shù)量非常有限, 原因是原因是:1) miRNA的的“種子種子”序列很短序列很短, 僅為僅為7nt, 發(fā)生突變的機率太低發(fā)生突變的機率太低.2) 在定位克隆中對靶基因的搜尋往往關注在定位克隆中對靶基因的搜尋往往關注蛋白質編碼基因蛋白質編碼基因, 極易

27、遺漏極易遺漏miRNA基因基因.3) miRNA的表型效應具有冗余特點的表型效應具有冗余特點, 很多很多miRNA基因突變不易發(fā)現(xiàn)基因突變不易發(fā)現(xiàn).a) miRNA庫構建.b) miRNA檢測.Nature Gentics Supplenment,38: S2-S7, 2006從擬南芥組織分從擬南芥組織分離小離小RNA并進行并進行克隆克隆, 2002年年Reinhart等獲得等獲得16個個miRNA結構的小分子結構的小分子RNA,.這些這些miRN位于可與之互補位于可與之互補的一些基因附近的一些基因附近.動物中動物中miRNA的功能十分廣的功能十分廣泛，但植物中泛，但植物中約三分之二的約三分之

28、二的miRNA與發(fā)育與發(fā)育相關轉錄因子相關轉錄因子的調控有關：的調控有關：發(fā)育階段轉換發(fā)育階段轉換葉形態(tài)發(fā)生與葉形態(tài)發(fā)生與 葉極性建立葉極性建立側根形成側根形成激素響應激素響應環(huán)境壓力環(huán)境壓力采用生物信息學從擬南芥中分離與鑒定采用生物信息學從擬南芥中分離與鑒定tasiR-ARF:1)植物植物miRNA與靶與靶mRNA順序互補性很強順序互補性很強, 并位于編碼區(qū)并位于編碼區(qū).2)植物植物miRNA多位于基因間區(qū)多位于基因間區(qū),并以反式方并以反式方式作用靶基因式作用靶基因.3)植物植物miRNA一般作用于基因家族成員一般作用于基因家族成員.4)絕大多數(shù)絕大多數(shù)miRNA在進化中很保守在進化中很保守

29、.以上特點為計算機搜尋以上特點為計算機搜尋miRNA提供了依據(jù)提供了依據(jù).1) Leor Williams 等從擬南芥未注釋的非編碼的等從擬南芥未注釋的非編碼的1347個個EST出發(fā)出發(fā), 根據(jù)上述特點搜尋到一批后選的序列根據(jù)上述特點搜尋到一批后選的序列,但未發(fā)但未發(fā)現(xiàn)它們能形成莖環(huán)結構現(xiàn)它們能形成莖環(huán)結構.2) Peragine 等報道存在一類不依賴等報道存在一類不依賴miRNA,而是以而是以siRNA加工路線產生的內源小加工路線產生的內源小RNA以反式模式作用靶基因以反式模式作用靶基因.他他們并發(fā)現(xiàn)在們并發(fā)現(xiàn)在siRNA加工缺陷突變體中加工缺陷突變體中, ARF3和和ARF4轉轉錄產物水平

30、上調錄產物水平上調.3) Leor Williams 等搜尋到兩個互補的等搜尋到兩個互補的EST,它們與正義和它們與正義和反義鏈順序一致反義鏈順序一致.基因組順序搜尋可將其定位在基因組順序搜尋可將其定位在Chr.3和和Chr.5, 并與并與3個個ARF基因的部分編碼區(qū)互補基因的部分編碼區(qū)互補, 稱之為稱之為S-pre-tasiRNA-ARF和和AS-pre-tasiRNA-ARF.4) S-pre-tasiRNA-ARF和和AS-pre-tasiRNA-ARF在物種間在物種間具順序保守性具順序保守性.見見: PNAS 102: 9703-9708, 20051) piRNAs是是piwi-in

31、teracting RNAs的簡稱的簡稱. 2) PIWI(或或piwi)是果蠅蛋白質是果蠅蛋白質, P-element induced wimpy testis縮寫縮寫.piwi基因編碼一類調基因編碼一類調控蛋白控蛋白, 與維持種質干細胞的不完全分化以及與維持種質干細胞的不完全分化以及細胞分裂速率有關細胞分裂速率有關.3) PIWI蛋白含有蛋白含有PIWI結構域結構域, 該結構域存在于該結構域存在于許多核酸結合蛋白中許多核酸結合蛋白中.4) 在在miRNA和和siRNA的干擾路線中有一個稱為的干擾路線中有一個稱為RISC的復合物的復合物, 其主要成員之一為其主要成員之一為Argonaute蛋

32、白蛋白, 可與可與miRNA和和siRNA結合結合, 并催化配對并催化配對mRNA的切割的切割.PIWI與與Argonaute蛋白具同源性蛋白具同源性.5) 果蠅種殖細胞中果蠅種殖細胞中PIWI的功能依賴其與的功能依賴其與miRNA的結合的結合.1) 1998年年Cox DN等報道果蠅等報道果蠅piwi基因基因, Genes Dev 12(23):3715-27 .2) 2002年年Deng W 等報道小鼠中與等報道小鼠中與piwi同源的同源的miwi基因基因, 編碼位于細胞質中的蛋白質編碼位于細胞質中的蛋白質. Dev Cell 2(6):819-303) 2002年年Qiao D 等報道人

33、類中與等報道人類中與piwi同源的同源的hiwi基因在精原細胞中過表達基因在精原細胞中過表達. Oncogene 21(25):3988-992006年多個實驗室報道年多個實驗室報道PIWI蛋白與小分子蛋白與小分子RNA即即piRNA結合結合, 涉及哺乳動物精原細胞的發(fā)生涉及哺乳動物精原細胞的發(fā)生.進一步的實驗證實進一步的實驗證實, piRNA的功能可能同基因的功能可能同基因逆轉座子的沉默有關逆轉座子的沉默有關. 冷泉港實驗室（冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Laboratory的的Gregory Hannon研研究小組和紐約洛克菲勒大學究小組和紐約洛克菲勒大學Thomas Tuschl 兩個研究小組都分別對能兩個研究小組都分別對能與小鼠睪丸組織包含與小鼠睪丸組織包含Piwi蛋白的核蛋白復合體免疫共沉