回答主要针对题主的第一个问题即原初问题。
最近玩了一个游戏,里面有一种物质叫 slicer enzyme 可以消灭病毒注入的 RNA。
1.是真的有这种酶吗?2.他的中文名字叫什么?
首先确实有这种酶,它的中文名你直接翻译就可以了,它中文叫什么对你理解它本身也不重要。
你说的这种酶(确切说是这类酶)在一类 RNAi 过程中起重要作用。
RNA 干扰(RNA interference,RNAi)是真核生物中由双链 RNA (double stranded RNA,dsRNA)分子在 mRNA 水平上关闭相应序列基因表达或使其沉默的过程。slicer enzyme 是 RNAi 在关闭相应序列基因表达层面上作用过程的一环。下面先由一张示意图来简要说明 RNAi 的过程:
Dicer 是触发 dsRNA 切割为短片段的酶,被切割后的短的 dsRNA 就是 siRNA 了,RNA-induced silencing complex (RISC)就是利用单链的 siRNA 作引导,特异性地切割其它完整 mRNA 的蛋白复合体。
那么 slicer enzyme 在哪里呢?
它是 RNA 诱导的沉默复合体(RISC)中的一个重要组分。在果蝇中 slicer enzyme 的结构如下示意图所示:
果蝇中的 slicer enzyme 叫做 Argonaute,它有 4 个特征性的结构域,其中 PAZ 与 PIWI 结构域起最重要的作用,如上图所示:PAZ 将单链的 siRNA”固定“在整个slicer enzyme 上,PIWI 与 RNA 酶 H(RNase H)结构相似,负责切割 siRNA 与 mRNA 杂合体中的 mRNA 链,这个 mRNA 杂合链就可以是 RNA 病毒的基因组。
这两幅图基本回答了 slicer enzyme 的问题了,其中还有一些细节问题,如双链的 siRNA 如何转变为单链的 siRNA?RISC 复合体中除slicer enzyme 外其他的部分是怎么发挥作用的?这些对本问题的回答帮助不大,我就不细说了。感兴趣的知友请见下图:
一般来说,只要真核生物细胞内出现双链 RNA(ds RNA)且这个细胞能够有表达并维持 RISC 的能力,RNAi 就会被激发。而 RNA 病毒,不管其基因组是双链的(ds RNA)还是单链的(ss RNA),在其基因组复制过程中总会出现部分或完整的 ds RNA(RNA 病毒具体复制过程在此回答中没必要给出,感兴趣的知友可以阅读几篇关于 RNA 病毒的复制过程的 paper 或近年出版的讨论 RNA 病毒的英文书来了解),这会激发 RNAi,细胞主要利用依赖 RISC 的 slicer enzyme 切断 RNA 病毒的基因复制及翻译过程来打击病毒。
知友 @张潇月 在评论下对我的 RNAi 定义提出了质疑,十分感谢!我就引用回复中的部分话来对原答案中 RNAi 的定义以及我为何判定游戏中发生的是一类 RNAi 过程做出解释:
这句话的表述确实有些含糊,更加准确且详细的描述应该是:RNAi 是依赖 dsRNA 的,或通过降解其(dsRNA)同源的 mRNA(这一途径是本答案的论述重点),或通过作用于其同源的着丝粒的 otr(outermost centromere region)等区域并招募组蛋白甲基转移酶(HMT)引发着丝粒异染色质化,或通过直接作用于单个基因的调控区招募 DNA 甲基转移酶(DNMT)而引发 DNA 甲基化等多种途径来关闭相应基因(可以是内源的或外源的)的表达过程或使其沉默的过程。
生物学的不少新兴概念是很难全面定义的(RNAi 就是一例)。此回答中为了避免各知友纠结于 RNAi 的概念而困惑,我便使用了这个简单定义。
在这个回答中,题主在游戏中所使用的是 RNA 病毒且被名为 slicer enzyme 的酶消灭,只要不是逆转录 RNA 病毒(大多数 RNA 病毒都不是)在其复制过程中都会产生 dsRNA(请参考 +RNA、-RNA 以及 dsRNA 病毒的复制过程)。slicer 必定是存在于 RISC 复合体中才能发挥作用的,更重要的是,需要依赖 RISC 的途径必然是 siRNA 或 microRNA 途径(两者的作用机制虽不完全相同但及其相似),通过这两者打击 RNA 病毒都要使用前述 RNAi 的第一条途径。考虑到 microRNA 序列的高度保守且主要是作用于细胞自身基因表达的转录后调控,而 siRNA 更为灵活,故这个游戏内的过程最有可能的就是 RNAi 的第一条作用途径。
逆转录 RNA 病毒本就是 RNA 病毒的少数,更重要的是,逆转录 RNA 病毒的整个整合复制过程几乎不产生 dsRNA(只是在 RT 过程中,病毒的 ssRNA 与引物 tRNA 的配对区形成了极短的、RNAi 体系识别不了的双链区域,具体过程请参考逆转录 RNA 病毒的复制),不会由 slicer enzyme “消灭”它们。