Piwi ( PIWI , fra det engelske P-element induced wimpy testis [1] ) er en familie af gener, der koder for regulatoriske proteiner , der er involveret i at sikre ufuldstændig differentiering af stamceller , samt i at opretholde konstante værdier af delingshastigheden af kimlinie celler [2] (dvs. Piwi-proteiner kan også udtrykkes i normale somatiske celler [3] ). Piwi-proteiner er meget konserverede og findes i både planter og dyr (fra svampe til mennesker ) [4] [3] .
Piwi - domæner [5] er proteindomæner til stede i proteiner fra Piwi -familien , såvel som en stor gruppe af beslægtede proteiner, der binder til nukleinsyrer (hovedsageligt RNA ). Dette domæne fungerer i hydrolysen af enkeltstrengede RNA-mål rettet af dannelsen af en RNA-dupleks med deltagelse af et proteinbundet regulatorisk RNA, der binder til mål-RNA'et ( RNA-interferens ). En sådan aktivitet er typisk for proteiner fra Argonaute -gruppen [6] , så Piwi-proteiner tildeles denne gruppe [7] . Argonaute-proteiner er de mest velundersøgte RNA-bindende proteiner med aktivitet svarende til den af RNase H. Deres katalytiske aktivitet er ledsaget af dannelsen af et RNA-induceret gennedlukningskompleks (RISC). Sådanne små regulatoriske RNA'er kan især være små interfererende RNA'er . Krystalliserede Piwi-proteiner har et konserveret bindingssted med baser placeret i 5'-enden af det proteinassocierede RNA. I tilfælde af proteiner associeret med små interfererende RNA'er, stabiliseres den sidste uparrede base af RNA'et, som ikke interagerer med målet, på grund af stablende interaktioner af RNA'et med proteintyrosinrester [8] .
Nogle Piwi-proteiner binder til specifikke små ikke-kodende RNA'er, piRNA'er , og fungerer sammen med dem. Normalt er deres aktivitet rettet mod silencing - undertrykkelse af transposon -genekspression i kimcelleceller. Hos mus omfatter disse proteiner Mili, Miwi og Miwi2 [7] , og hos mennesker HIWI (eller PIWIL1), HILI (eller PIWIL2), HIWI2 (eller PIWIL4) og HIWI3 (eller PIWIL3) [3] .
Derudover fungerer nogle Piwi-proteiner i kimcelleceller i kompleks med miRNA'er og spiller således en vigtig rolle i tidlig udvikling og morfogenese i Drosophila [9] .
Det har vist sig, at Piwi-proteiner kan fungere som en regulator af den genomiske integritet af somatiske stamceller, hvilket er nødvendigt for den langsigtede vedligeholdelse og funktion af stamceller. De forhindrer aldersrelateret aktivering af retrotransposoner, mekanismer for DNA-skade, tab af heterochromatin og stamcelleapoptose. Derfor forhindrer overekspression af nogle Piwis aldersrelateret stamcelledysfunktion [10] [11]
Overekspression af et af de vigtigste humane proteiner i Piwi-familien, HIWI, fører til udvikling af tumorer , især seminom [12] .
Piwi-proteiner er kendt for at være involveret i processen med regenerering af tabte kropsdele hos planarians . I Drosophila binder disse proteiner sig desuden til polytenkromosomer i spytkirtelceller . Desuden kan Piwi-mutationer forårsage øjenfarvemosaicisme ; Piwi-proteinernes rolle i funktionen af hovedganglion af Drosophila blev også bemærket [3] .
Det er muligt, at Piwi-proteiner også spiller en rolle i udviklingen af kræft [3] .