ミリのエンドヌクレアーゼ活性は、line1要素を沈黙させるピルナ増幅を燃やす

ピウイタンパク質とピウィ相互作用RNA（PIRNA）は、トランスポゾンサイレンシングで機能を保存しています。マウスピウイタンパク質ミリおよびMIWI2（それぞれPIWIL2およびPIWIL4とも呼ばれます）は、胚性雄の生殖系統におけるゲノム再プログラム中にエピジェネティックな系統と極端なA粒子トランスポゾンサイレンシングを指示します。PIWIタンパク質は、二次ピルナ生合成を開始するピルナ誘導エンドヌクレアーゼであることが提案されています。ただし、ピルナ生合成とトランスポゾンサイレンシングに対するエンドヌクレアーゼ活性の実際の寄与は不明のままです。ピウィ触媒エンド核分解活性の役割を調査するために、2番目のアスパラギン酸をMiliおよびMIWI2のDDH触媒トライアドのアラニンに置き換えるマウスの点変異を操作し、それぞれMili（DAH）およびMIWI2（DAH）対立遺伝子を生成しました。。ホモ接合ミリ（DAH）胎児性性性腺細胞からのミリに縛られたピルナの分析により、トランスポゾンpiRNA増幅の故障が明らかになり、MiWI2リボ核粒子内に結合したpiRNAが著しく減少しました。Miliを介したPIRNA増幅は、line1に選択的に必要であるが、粒子内粒子ではなく、サイレンシングではないことがわかります。ミリ（DAH）マウスの欠陥のあるピルナ経路は、精子発生不全と無菌性をもたらします。驚くべきことに、ホモ接合MIWI2（DAH）マウスは肥沃で、トランスポゾンサイレンシングは正常に確立されており、二次ピルナ生合成の欠陥は観察されません。さらに、PIRNA増幅の特徴は、MIWI2欠損性gonadocytesで観察されます。line1サイレンシングに絶対に必要な、mili内二次ピルナ生合成燃料ピルナ増幅のサイクルを結論付けます。

Piwi proteins and Piwi-interacting RNAs (piRNAs) have conserved functions in transposon silencing. The murine Piwi proteins Mili and Miwi2 (also called Piwil2 and Piwil4, respectively) direct epigenetic LINE1 and intracisternal A particle transposon silencing during genome reprogramming in the embryonic male germ line. Piwi proteins are proposed to be piRNA-guided endonucleases that initiate secondary piRNA biogenesis; however, the actual contribution of their endonuclease activities to piRNA biogenesis and transposon silencing remain unknown. To investigate the role of Piwi-catalysed endonucleolytic activity, we engineered point mutations in mice that substitute the second aspartic acid to an alanine in the DDH catalytic triad of Mili and Miwi2, generating the Mili(DAH) and Miwi2(DAH) alleles, respectively. Analysis of Mili-bound piRNAs from homozygous Mili(DAH) fetal gonadocytes revealed a failure of transposon piRNA amplification, resulting in the marked reduction of piRNA bound within Miwi2 ribonuclear particles. We find that Mili-mediated piRNA amplification is selectively required for LINE1, but not intracisternal A particle, silencing. The defective piRNA pathway in Mili(DAH) mice results in spermatogenic failure and sterility. Surprisingly, homozygous Miwi2(DAH) mice are fertile, transposon silencing is established normally and no defects in secondary piRNA biogenesis are observed. In addition, the hallmarks of piRNA amplification are observed in Miwi2-deficient gonadocytes. We conclude that cycles of intra-Mili secondary piRNA biogenesis fuel piRNA amplification that is absolutely required for LINE1 silencing.