Piwi ( PIWI , englanninkielisestä sanasta P-element induced wimpy testis [1] ) on geeniperhe, joka koodaa sääteleviä proteiineja , jotka osallistuvat kantasolujen epätäydellisen erilaistumisen varmistamiseen sekä ituradan jakautumisnopeuden vakioarvojen ylläpitämiseen . solut [2] (eli Piwi-proteiineja voidaan ilmentää myös normaaleissa somaattisissa soluissa [3] ). Piwi-proteiinit ovat erittäin konservoituneita ja niitä löytyy sekä kasveista että eläimistä ( sienistä ihmisiin ) [4] [3] .
Piwi- domeenit [5] ovat proteiinidomeeneja , joita esiintyy Piwi -perheen proteiineissa , samoin kuin suuri joukko läheisiä proteiineja, jotka sitoutuvat nukleiinihappoihin (pääasiassa RNA:han ). Tämä domeeni toimii yksijuosteisten RNA-kohteiden hydrolyysissä , jota ohjataan muodostamalla RNA-dupleksi, johon osallistuu proteiiniin sitoutunut säätelevä RNA, joka sitoutuu kohde-RNA:han ( RNA-häiriö ). Tällainen aktiivisuus on tyypillistä Argonaute -ryhmän proteiineille [6] , joten Piwi-proteiinit luokitellaan tähän ryhmään [7] . Argonaute-proteiinit ovat parhaiten tutkittuja RNA:ta sitovia proteiineja, joiden aktiivisuus on samanlainen kuin RNaasi H :lla. Niiden katalyyttiseen aktiivisuuteen liittyy RNA-indusoidun geenin sammutuskompleksin (RISC) muodostuminen. Tällaiset pienet säätely-RNA:t voivat olla erityisesti pieniä häiritseviä RNA:ita . Kiteytetyillä Piwi-proteiineilla on konservoitunut sitoutumiskohta emästen kanssa, jotka sijaitsevat proteiiniin liittyvän RNA:n 5'-päässä. Kun kyseessä ovat proteiinit, jotka liittyvät pieniin häiritseviin RNA:ihin, RNA:n viimeinen pariton emäs, joka ei ole vuorovaikutuksessa kohteen kanssa, stabiloituu johtuen RNA:n pinoamisvuorovaikutuksista proteiinityrosiinitähteiden kanssa [ 8 ] .
Jotkut Piwi-proteiinit sitoutuvat tiettyihin pieniin ei-koodaaviin RNA: ihin, piRNA :ihin , ja toimivat yhdessä niiden kanssa. Yleensä niiden toiminta on suunnattu hiljentämiseen - transposonigeenin ilmentymisen tukahduttamiseen ituradan soluissa. Hiirillä näitä proteiineja ovat Mili, Miwi ja Miwi2 [7] ja ihmisillä HIWI (tai PIWIL1), HILI (tai PIWIL2), HIWI2 (tai PIWIL4) ja HIWI3 (tai PIWIL3) [3] .
Lisäksi jotkin Piwi-proteiinit toimivat ituradan soluissa kompleksina miRNA :iden kanssa , joten niillä on tärkeä rooli Drosophilan varhaisessa kehityksessä ja morfogeneesissä [ 9 ] .
On havaittu, että Piwi-proteiinit voivat toimia somaattisten kantasolujen genomisen eheyden säätelijänä, mikä on välttämätöntä kantasolujen pitkäaikaiselle ylläpidolle ja toiminnalle. Ne estävät retrotransposonien ikääntymisen aktivoitumisen, DNA-vaurion mekanismit, heterokromatiinin häviämisen ja kantasolujen apoptoosin. Siksi joidenkin Piwien yli-ilmentyminen estää ikääntymiseen liittyviä kantasolujen toimintahäiriöitä [10] [11]
Yhden Piwi - perheen tärkeimmistä ihmisen proteiineista, HIWI:stä, yli-ilmentyminen johtaa kasvainten , erityisesti seminooman , kehittymiseen [12] .
Piwi -proteiinien tiedetään osallistuvan tasomaisten ruumiinosien uusiutumisprosessiin . Lisäksi Drosophilassa nämä proteiinit sitoutuvat polyteenikromosomeihin sylkirauhassoluissa . Lisäksi Piwi-mutaatiot voivat aiheuttaa silmien värin mosaiikkia ; Piwi-proteiinien rooli Drosophilan pääganglionin toiminnassa havaittiin myös [3] .
On mahdollista, että Piwi-proteiineilla on myös jokin rooli syövän kehittymisessä [3] .