piRNA是一类长度约为24-31个碱基的非编码小RNA，通过与PIWI蛋白结合形成沉默复合体来介导转录水平和转录后水平的基因沉默。piRNA多存在于动物的性腺组织中，参与抑制生殖细胞中的转座子的转座，维持基因组的稳定性。能否有效地抑制转子座的转座，很大程度上依赖于piRNA的扩增。在果蝇中，piRNA的扩增主要依赖于两个PIWI蛋白的相互作用：Ago3和Aub。在生殖细胞中Aub与piRNA簇来源的转录本结合并对与之互补的转座子转录本进行切割，产生了具有新的5’末端的转座子正义链，该正义链与Ago3结合并经历修剪和甲基化修饰，又可以去再次切割piRNA簇转录本，产生更多的转座子反义链与Aub结合。这两个蛋白不断地结合和切割形成了一个循环，扩增了piRNA并导致转座子转录本的沉默，这样一个过程我们形象地称之为“乒乓扩增模型”。 但是关于这两个蛋白是如何被招募并协同形成这样一个复合物的分子机制尚不清楚。

2021年7月，深圳大学医学部李思思副教授与加州理工大学Alexei A. Aravin教授研究组合作在Nature Communications杂志上发表了题为“Binding of guide piRNA triggers methylation of the unstructured N-terminal region of Aub leading to assembly of the piRNA amplification complex”的研究论文。通过晶体结构的数据显示验证了我们前期工作找到的一个含有Extended Tudor结构域的蛋白质Krimper，是确保Ago3与Aub形成乒乓扩增的关键。Krimper含有两个Extended Tudor结构域称之为TUD1和TUD2，我们通过结构和生化数据显示，Krimper利用TUD2结合对称性精氨酸甲基化修饰的AUB，同时利用TUD1结合非甲基化修饰的AGO3，从而保证了两个蛋白在空间上临近的可能性。由于发现两个PIWI蛋白在其氮端的甲基化修饰状态不同，我们进一步深入地探索了AUB对称性精氨酸甲基化修饰的生物学意义。AUB甲基化突变体显示甲基化对于piRNA的扩增是必须的，同时可以作为AUB负载了piRNA的信号。当AUB负载了piRNA后引起构象变化，暴露出其柔性的氮端并招募精氨酸甲基化转移酶对其进行甲基化，甲基化后的AUB随后被Krimper蛋白结合形成“乒乓扩增”复合体。从而保证了piRNA的扩增产生。深圳大学李思思副教授和加州理工大学Alexei Aravin教授为本文的共同通讯作者。

该课题研究获得了国家基金委和广东省创新创业团队的资助。