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C端标记削弱了AGO2的功能。

原标题:C-terminal tagging impairs AGO2 function

Kunal M. ShahAlex F. F. CrozierAnika AssarafMuzjda AryaPaul GrevittF. MardakhehM. PlevinT. Sharp

bioRxiv (2025)

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5

关键词

重组标记
蛋白质
AGO2
过表达
伪影
内源性
蛋白质功能
技术偏差
HaloTag
蛋白质标签

摘要

要全面理解RNA沉默,需要合适的分子生物学工具来探索Argonaute 2 (AGO2)和RNA诱导沉默复合物(RISC)的作用。依赖亲和标记和抗体的方法存在重要的局限性,可能导致人为的结果。AGO2的N端和C端结构域都被证明对其正确的活性很重要,但在任一末端附加标签的后果尚未得到充分研究。N端标签常用于研究AGO2生物学。最近,在小鼠中报道并研究了一种N端HaloTag-Ago2融合蛋白。虽然多功能的HaloTag为研究RISC生物学提供了新的机会,但带标签的构建体显示出与未修饰的AGO2相比的某些活性变化。CRISPaint是一种新的CRISPR-Cas9技术,允许创建内源性C端标签融合。我们使用CRISPaint生成了第一个报道的带有C端标签的重组AGO2构建体:在人类(A549)细胞中与AGO2融合的内源性C端HaloTag (AGO2HALO)。我们发现AGO2HALO融合蛋白与关键蛋白结合伙伴TNRC6A的相互作用能力降低,并且C端HaloTag不影响细胞活力。然而,与对照细胞相比,AGO2HALO融合显著削弱了RNA切割和RNA沉默活性,并减少了融合蛋白的核定位。使用质粒构建体和瞬时转染,我们在siRNA和miRNA报告基因测定以及细胞定位中比较了在N端或C端用EGFP标记的AGO2。N端标记的AGO2功能和定位与未标记的野生型(WT) AGO2相似,而C端标记的AGO2在siRNA和miRNA沉默中受损,并表现出较差的核和P体定位。我们得出结论,C端HaloTag与AGO2的融合不适合研究AGO2和RISC。我们的结果强调了全面验证重组标记策略的重要性,以确保生成的任何实验结果不是由于关键功能缺陷引起的或被其掩盖。

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该文档主要探讨了在研究蛋白质功能和生物学过程中使用标签(tags)对蛋白质进行标记的优缺点,特别是针对Argonaute 2(AGO2)蛋白及其在RNA诱导沉默复合体(RISC)中的作用。以下是对该文档的详细总结:

研究背景与目的

研究背景:在分子生物学和生物技术中,重组蛋白标记是一种常用策略,用于蛋白质的纯化、可视化和操控。然而,添加标签可能会影响蛋白质的功能,从而影响实验结果的有效性。特别是对于AGO2这样的蛋白质,其在细胞内的功能复杂且多样,标签的影响可能更为显著。

研究目的:本文旨在强调在使用任何类型的标签或抗体研究蛋白质/复合物(如AGO2和RISC)的基础生物学时,进行适当验证的重要性。研究指出,标签设计的谨慎性以及可靠的验证实验对于推进miRNA沉默研究至关重要。

方法与实验设计

实验设计:研究中使用了多种实验方法,包括报告基因分析和亚细胞定位实验,以评估C-末端AGO2-HALO融合蛋白的有效性。研究发现,AGO2-HALO的亚细胞定位与AGO2的正常功能不一致,提示该标签可能影响AGO2的功能。

技术挑战:文中指出,重组标记蛋白质的使用可能会产生伪影。例如,过表达的Flag标记AGO2导致其在细胞内的过量表达、亚细胞定位改变以及可能的错误结合伙伴识别。这些伪影可能源于转基因的过表达或标签本身的影响。

结果与讨论

主要结果:研究表明,C-末端AGO2-HALO融合蛋白在亚细胞定位和沉默功能上表现出显著缺陷。因此,研究团队拒绝将其作为研究RISC的有效工具。此外,研究还指出,使用重组标记蛋白质进行研究时,尤其是在高于生理水平的情况下,应谨慎对待。

讨论:文中讨论了标签对蛋白质功能的潜在影响,强调了在研究中验证标签功能的重要性。研究指出,尽管标记内源性蛋白质的方法被认为更为理想,但这也可能干扰蛋白质的正常功能。

结论与建议

结论:研究得出结论,尽管重组蛋白标记技术在生物学研究中具有重要作用,但每个添加的标签都有可能影响蛋白质的功能,从而可能使实验结论无效。因此,进行谨慎的标签设计和可靠的验证实验对于推进miRNA沉默研究至关重要。

建议:研究建议在使用重组标记蛋白质进行研究时,尤其是在高于生理水平的情况下,应谨慎对待。此外,强调了验证标签对蛋白质功能影响的重要性,以确保研究结果的可靠性。

专业术语解释

  • AGO2(Argonaute 2):一种在RNA诱导沉默复合体(RISC)中起关键作用的蛋白质,参与小RNA介导的基因沉默。
  • RISC(RNA-induced silencing complex):一种多蛋白复合物,负责介导小RNA引导的基因沉默。
  • 标签(Tag):在分子生物学中,标签是一种附加到蛋白质上的分子,用于检测、纯化或研究蛋白质功能。
  • 伪影(Artifact):在实验中,由于技术或方法问题而产生的误导性结果。

通过对该文档的深入分析,可以看出,研究强调了在使用标签进行蛋白质研究时,验证实验设计和结果的重要性,以避免因标签影响而导致的错误结论。

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