luotto: imageBROKER / Alamy Stock Photo
vuoteen 2001 mennessä useissa eukaryooteissa oli havaittu RNA — interferenssiä eli homologisen kaksijuosteisen RNA: n (dsRNA) sekvenssispesifistä geenitoiminnan estoa. Ilmiö oli yhdistetty transposonien torjuntaan ja virustorjuntaan erityisesti kasveilla, mutta tämän mekanismin täyttä spektriä ja toiminnallista merkitystä eläimillä ei tiedetty. Sitten Gvozdev ja kollegat osoittivat homologiasta riippuvaa kivespesifisten Stellaattigeenien hiljentämistä pienten RNAs-geenien välittämänä, jotka on tuotettu stellaatin toistuvan lokuksen Vaimentajan molemmista säikeistä Drosophila melanogaster-urospuolisessa itulinjassa. Mielenkiintoista on, että stellaattiäänen helpottaminen johti myös retrotransposonien ja muiden genomisten tandem-toistojen tukahduttamiseen. Tämä työ merkitsi pirnojen löytymistä, vaikka kesti vielä viisi vuotta ennen kuin he saivat tämän nimen.
vuonna 2006 neljässä tutkimuksessa RNA‑sekvensointia käytettiin tunnistamaan 26-30-nukleotidipituisia RNA: ita, jotka liittyivät erityisesti nisäkkäiden PIWI-clade Argonaute — proteiineihin hiiren, rotan ja ihmisen miehen sukusoluissa-tästä nimitys ”piRNAs”, piwi-vuorovaikutuksessa oleville RNAs: ille. PIWI-proteiinit olivat geneettisesti liittyneet sukusolujen ja kantasolujen ylläpitoon sekä meioosiin, joskin niiden biokemiallinen toiminta jäi tuntemattomaksi.
tuolloin siihen liittyvän ARGONAUTEPROTEIINIEN AGO-klade-alaheimon oli osoitettu vaikuttavan RNA‑interferenssissä ja mikroRNA-välitteisessä geenisäätelyssä käyttäen 21-22-nukleotidisia RNA: ita kohdeoppaina. PiRNAs vaikutti kuitenkin erilliseltä. Esimerkiksi päällekkäisistä täydentävistä RNA: ista tai mahdollisista taittuvista rakenteista oli vain vähän näyttöä, mikä viittaa siihen, että Pirna ei välttämättä ole peräisin dsRNA: n lähtöaineista. Zamore ja kollegat esittivät sitten todisteita siitä, että Dicer — endonukleaasiaktiivisuus — joka on välttämätön mikrornan ja lyhyen häiritsevän RNA: n biogeneesin kannalta-oli tarpeeton piRNA-sukupolvelle D. melanogasterissa. Tämä havainto johti oivallukseen, että piRNAs edusti uudenlaista Dicer-riippumattomien pienten hiljentävien Rnojen luokkaa.
pirnan biogeneesiä säätelevä mekanismi pysyi kuitenkin hämärän peitossa vuoteen 2007 asti, jolloin kaksi ryhmää kuvasi itsenäisesti monimutkaisen pirnan vahvistussilmukan, niin sanotun ”pirnan pingissyklin”. Kaikkiin kolmeen D: hen liittyvien pienten RNA: iden sekvensointi. melanogaster PIWI-kladiproteiinit-Piwi, munakoiso (Aub) ja Argonaute 3 (Ago3) — osoittivat, että jokainen proteiini sitoutuu tiettyihin piRNA-populaatioihin: Piwiin ja Aubiin sitoutuneet pirnat olivat pääasiassa transposonisekvenssien vastaisia ja suosivat voimakkaasti 5ʹ-terminaalista uridiinia. Ago3: een liittyvät pirnat taas olivat puolueellisia transposon-aistisäikeille ja suosivat adeniinia nukleotidissa 10, mutta eivät uridiinia lopussa 5ʹ. Mikä silmiinpistävintä, ago3‑sidonnaisen pirnan 5ʹ-päät korvautuivat tyypillisesti täsmälleen kymmenellä nukleotidilla toisiaan täydentävien Aub-sidonnaisten pirnojen 5ʹ-päistä. Tämä ehdotti mallia,jossa AUB: lla kompleksoitu antisense-piRNA tunnistaisi ja pilkkoisi aistitransposonin transkription. Tämän jälkeen halkaistusta tuotteesta jalostettaisiin Ago3‑sidottu aisti piRNA, joka voisi etsiä kohdepranskripteja. Ago3-suunnattu pilkkominen laukaisee alkuperäisen antisense pirnan, joka pystyy sekä vaimentamaan kohdeelementin että vahvistamaan vastetta. Suurin osa alkuperäisistä antisensuurin prekursoreista oli peräisin diskreeteistä genomisista lokuksista, niin sanotuista ”piRNA-klustereista”, jotka koostuvat pääasiassa viallisista transposonisarjoista Kärpäsessä.
yhdessä näissä tutkimuksissa Pirna-reitti vahvistettiin transposonin valvontamekanismiksi. Vaikka lukuisat myöhemmät tutkimukset tarjosivat lisää jännittäviä oivalluksia piRNA-reitistä ja sen toiminnasta genomin eheyden ja hedelmällisyyden turvaajana, monet kysymykset Pirna-sukupolven tarkoista molekyylimekanismeista ja niiden erilaisista äänenvaimennustoiminnoista ovat edelleen vailla vastausta ja aihe on edelleen aktiivinen tutkimusalue.