Piwi ( PIWI , din limba engleză P-element induced wimpy testis [1] ) este o familie de gene care codifică proteine reglatoare implicate în asigurarea diferențierii incomplete a celulelor stem , precum și în menținerea unor valori constante ale ratei de diviziune a liniei germinale. celule [2] (adică proteinele Piwi pot fi exprimate și în celule somatice normale [3] ). Proteinele piwi sunt foarte conservate și se găsesc atât la plante, cât și la animale (de la bureți la oameni ) [4] [3] .
Domeniile Piwi [5] sunt domenii proteice prezente în proteinele familiei Piwi , precum și într-un grup mare de proteine înrudite care se leagă la acizii nucleici (în principal ARN ). Acest domeniu funcționează în hidroliza țintelor de ARN monocatenar dirijate prin formarea unui duplex de ARN cu participarea unui ARN reglator legat de proteine care se leagă de ARN-ul țintă ( interferența ARN ). O astfel de activitate este tipică pentru proteinele grupului Argonaute [6] , astfel încât proteinele Piwi sunt alocate acestui grup [7] . Proteinele argonaute sunt cele mai bine studiate proteine de legare a ARN cu activitate similară cu cea a RNazei H. Activitatea lor catalitică este însoțită de formarea unui complex de închidere a genelor induse de ARN (RISC). Asemenea ARN-uri reglatoare mici pot fi, în special, ARN-uri interferente mici . Proteinele Piwi cristalizate au un situs de legare conservat cu baze situate la capătul 5’ al ARN-ului asociat proteinei. În cazul proteinelor asociate cu ARN-uri interferente mici, ultima bază nepereche a ARN-ului care nu interacționează cu ținta este stabilizată datorită interacțiunilor de stivuire a ARN-ului cu resturile de proteină tirozină [8] .
Unele proteine Piwi se leagă de ARN-uri mici necodificatori, piRNA -uri și funcționează împreună cu acestea. De obicei, activitatea lor vizează tăcere - suprimarea expresiei genei transpozonului în celulele liniei germinale. La șoareci , aceste proteine includ Mili, Miwi și Miwi2 [7] , iar la om, HIWI (sau PIWIL1), HILI (sau PIWIL2), HIWI2 (sau PIWIL4) și HIWI3 (sau PIWIL3) [3] .
În plus, în celulele germinale, unele proteine Piwi funcționează în complex cu miARN , jucând astfel un rol important în dezvoltarea timpurie și morfogeneza la Drosophila [9] .
S-a descoperit că proteinele Piwi pot funcționa ca un regulator al integrității genomice a celulelor stem somatice, ceea ce este necesar pentru menținerea și funcționarea pe termen lung a celulelor stem. Ele previn activarea retrotranspozonilor legată de vârstă, mecanismele de deteriorare a ADN-ului, pierderea heterocromatinei și apoptoza celulelor stem. Prin urmare, supraexprimarea unor piwi previne disfuncția celulelor stem legate de vârstă [10] [11]
Supraexprimarea uneia dintre cele mai importante proteine umane din familia Piwi, HIWI, duce la dezvoltarea tumorilor , în special a seminomului [12] .
Se știe că proteinele piwi sunt implicate în procesul de regenerare a părților pierdute ale corpului la planari . În plus, la Drosophila, aceste proteine se leagă de cromozomii politenilor din celulele glandelor salivare . Mai mult, mutațiile Piwi pot provoca mozaicism în culoarea ochilor ; s -a remarcat și rolul proteinelor piwi în funcționarea ganglionului cap al Drosophila [3] .
Este posibil ca proteinele Piwi să joace și un anumit rol în dezvoltarea cancerului [3] .