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Willkomm, Sarah ; Jakob, Leonhard ; Kramm, Kevin ; Graus, Veronika ; Neumeier, Julia ; Meister, Gunter ; Grohmann, Dina

Single-molecule FRET uncovers hidden conformations and dynamics of human Argonaute 2

Artikel

Willkomm, Sarah , Jakob, Leonhard, Kramm, Kevin, Graus, Veronika, Neumeier, Julia, Meister, Gunter und Grohmann, Dina (2022) Single-molecule FRET uncovers hidden conformations and dynamics of human Argonaute 2. Nature Communications 13, art.no.3825.

DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.52568


Zusammenfassung

Human Argonaute 2 (hAgo2) constitutes the functional core of the RNA interference pathway. Guide RNAs direct hAgo2 to target mRNAs, which ultimately leads to hAgo2-mediated mRNA degradation or translational inhibition. Here, we combine site-specifically labeled hAgo2 with time-resolved single-molecule FRET measurements to monitor conformational states and dynamics of hAgo2 and hAgo2-RNA complexes ...

Human Argonaute 2 (hAgo2) constitutes the functional core of the RNA interference pathway. Guide RNAs direct hAgo2 to target mRNAs, which ultimately leads to hAgo2-mediated mRNA degradation or translational inhibition. Here, we combine site-specifically labeled hAgo2 with time-resolved single-molecule FRET measurements to monitor conformational states and dynamics of hAgo2 and hAgo2-RNA complexes in solution that remained elusive so far. We observe dynamic anchoring and release of the guide's 3'-end from the PAZ domain during the stepwise target loading process even with a fully complementary target. We find differences in structure and dynamic behavior between partially and fully paired canonical hAgo2-guide/target complexes and the miRNA processing complex formed by hAgo2 and pre-miRNA451. Furthermore, we detect a hitherto unknown conformation of hAgo2-guide/target complexes that poises them for target-directed miRNA degradation. Taken together, our results show how the conformational flexibility of hAgo2-RNA complexes determines function and the fate of the ribonucleoprotein particle. Single-molecule FRET measurements provide detailed insights into the conformational states and dynamics of human Argonaute 2 that are required for its function at the core of the eukaryotic RNA silencing pathway.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftNature Communications
VerlagNature
Open Access ArtDEAL (Springer Gold)
Ort der VeröffentlichungBERLIN
Band13
Seitenbereichart.no.3825
Datum2 Juli 2022
Veröffentlichungsdatum06 Jul 2022 04:40
InstitutionenBiologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Biochemie I > Prof. Dr. Gunter Meister
Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Mikrobiologie (Archaeenzentrum) > Prof. Dr. Dina Grohmann
Chemie und Pharmazie > Institut für Pharmazie > Lehrstuhl Pharmakologie und Toxikologie (Prof. Schlossmann, ehemals Prof. Seifert)
Chemie und Pharmazie > Institut für Pharmazie > Lehrstuhl Pharmakologie und Toxikologie (Prof. Schlossmann, ehemals Prof. Seifert)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1038/s41467-022-31480-4DOI
Stichwörter / KeywordsSTRUCTURAL BASIS; GUIDE RNA; CRYSTAL-STRUCTURE; TARGET RNAS; MICRORNA; MESSENGER; PROTEINS; RISC; RECOGNITION; CLEAVAGE;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 615 Pharmazie
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-525682
Dokumenten-ID52568

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