核糖核酸酶 III，核; RNASEN

DROSHA，果蝇，同源物；DROSHA
RNA酶3L
RN3

HGNC 批准的基因符号：DROSHA

细胞遗传学定位：5p13.3 基因组坐标（GRCh38）：5:31,400,493-31,532,141（来自 NCBI）

▼ 描述

双链（ds） RNA 特异性内切核糖核酸酶核糖核酸酶 III 超家族的成员参与真核和原核细胞中不同的 RNA 成熟和衰变途径（Fortin 等人，2002）。RNase III Drosha 是核心核酸酶，执行细胞核内 microRNA（miRNA）加工的起始步骤（Lee et al., 2003）。

▼ 克隆与表达

Wu等人通过数据库检索和筛选人肝脏cDNA文库（2000）克隆了一个 1374 个氨基酸、160 kD 的蛋白质。多个结构域包括 N 端富含脯氨酸和富含丝氨酸/精氨酸的结构域以及 C 端 RNase III 结构域，该结构域与秀丽隐杆线虫、酿酒酵母、粟酒裂殖酵母和大肠杆菌的 RNase III 高度保守。人类 RNase III 结构域和线虫 RNase III 均包含 2 个 RNase III 特征序列。吴等人（2000）发现表达的纯化 RNase III 结构域可切割双链 RNA，但不能切割单链 RNA。他们观察到该基因在人体组织和细胞系中普遍表达，并且该蛋白质位于细胞核中。RNase III 蛋白的转录和翻译水平在细胞周期的不同阶段没有变化。然而，在细胞周期的S期期间，细胞核中的大部分蛋白质被转移至核仁。吴等人（2000）发现抑制人 RNase III 表达会导致细胞死亡，表明人 RNase III 在细胞中发挥重要作用。

菲利波夫等人（2000）分离了果蝇 Drosha cDNA 序列，并在秀丽隐杆线虫和人类中发现了同源序列。

▼ 测绘

Fortin 等人的地图（2002）通过 FISH 将人类 RNASEN 基因定位到染色体 5p14-p13。小鼠同源物定位于 15 号染色体 B 区，该区域与人类的位置同线。

▼ 基因功能

李等人（2003）指出，Drosha 是一种 II 类 RNase III 酶，含有串联 RNase III 结构域和 1 个双链 RNA 结合结构域，以及延伸的氨基末端富含脯氨酸和精氨酸/丝氨酸的结构域。由于其定位于细胞核，Lee 等人（2003）研究了 Drosha 可能作为 miRNA 的核加工因子的可能性。在使用带有 FLAG 标记的 Drosha 瞬时转染人胚胎肾细胞的免疫沉淀实验中，用 Drosha 免疫沉淀处理初级前体产生了 60 至 70 个核苷酸的片段，这些片段对应于 pre-miRNA。因此，Drosha 可以催化体外 miRNA 加工的起始步骤。李等人（2003）发现所有测试的 miRNA 在 Drosha RNA 抑制后显着减少，表明 Drosha 可能广泛用于大多数（如果不是全部）miRNA 的成熟。由于 Drosha 同源物存在于秀丽隐杆线虫、果蝇、小鼠和人类中，Lee 等人（2003）表明由 Drosha 和 Dicer 介导的 miRNA 的逐步加工可能是保守的，至少在动物中是这样。

通过突变分析，Han 等人（2004）表明 Drosha 的 N 端 RNase III 结构域（RIIIDa）和 C 端 RNase III 结构域（RIIIDb）形成分子内二聚体。这两个结构域孤立切割双链初级 mRNA（pri-mRNA）并释放发夹状 pre-miRNA。RIIIDa 切割含有 3 素羟基的链，RIIIDb 切割含有 5 素磷酸的链。Han 等人通过对人胚胎肾细胞核提取物进行免疫沉淀（2004）发现 Drosha 与 DGCR8（609030）相互作用，并且这 2 种蛋白质存在于约 650 kD 的复合物中。DGCR8 和 Drosha 除了彼此相互作用之外，还可以在没有单链 RNA（ssRNA）的情况下形成同二聚体。韩等人（2004）发现 DGCR8 对于 pri-miRNA 加工至关重要。

格雷戈里等人（2004）证明人类 Drosha 是 2 个多蛋白复合物的组成部分。较大的复合物含有多种 RNA 相关蛋白，包括 RNA 解旋酶、结合双链 RNA 的蛋白、新型异质核核糖核蛋白和尤文肉瘤蛋白家族。较小的复合物由 Drosha 和双链 RNA 结合蛋白 DGCR8 组成，DGCR8 是 DiGeorge 综合征（188400）中删除的基因的产物。体内敲除和体外重建研究表明，这个较小的复合体（称为微处理器）的两个组件对于介导从初级 miRNA 转录物生成 miRNA 是必要且充分的。

韩等人（2006）使用计算和生化分析来阐明 Drosha-DGCR8 处理 pri-miRNA 的分子基础。典型的后生动物 pri-miRNA 由大约 33 bp 的茎组成，具有末端环和基底 ssRNA 片段。韩等人（2006）发现基础 ssRNA 片段对于加工至关重要，而末端环是可有可无的。切割位点主要由距茎-ssRNA连接处的距离（约11bp）决定。DGCR8（而非 Drosha）直接且特异性地与 pri-miRNA 相互作用，并且基础 ssRNA 片段对于这种相互作用至关重要。韩等人（2006）提出 DGCR8 可能作为分子锚来测量茎-ssRNA 连接处的距离。

戴维斯等人（2008）发现，TGF-β（190180）和骨形态发生蛋白（BMP；参见 112264）信号传导可促进 Drosha 复合体将 miR21（611020）（pri-miR21）的初级转录物加工成前体 miR21（pre-miR21），从而通过转录后步骤促进成熟 miR21 表达的快速增加。miR21 下调 PDCD4（608610），而 PDCD4 反过来又充当平滑肌收缩基因的负调节因子。TGF-β 和 BMP 特异性 SMAD 信号转导器 SMAD1（601595）、SMAD2（601366）、SMAD3（603109）和 SMAD5（603110）被招募到与 RNA 解旋酶 p68（DDX5: 180630）（Drosha 微处理器复合物的一个组成部分）形成的复合物中的 pri-miR21。此过程不需要共享辅因子 SMAD4（600993）。因此，戴维斯等人。

梅里特等人（2008）观察到，在 111 个浸润性上皮性卵巢癌（167000）样本中，RNAse III 酶 DICER1（606241）和 DROSHA 的 mRNA 和蛋白表达分别降低了 60% 和 51%。低 DICER1 表达与晚期肿瘤分期显着相关（p = 0.007），低 DROSHA 表达与次优手术细胞减灭术显着相关（p = 0.02）。具有高 DICER1 表达和高 DROSHA 表达的癌症样本与中位生存期增加相关。尽管在这两个基因中都发现了罕见的错义变异，但存在或不存在与表达水平无关。这些发现表明，调节基因表达的 RNA 干扰机制的一个组成部分与卵巢癌的发病机制有关。梅里特等人。

在小鼠中，Ago2（EIF2C2；606229）是其生存所必需的，只有该 Argonaute 家族成员保留了催化能力。为了研究保存 Argonaute 酶活性的进化压力，Cheloufi 等人（2010）设计了一只具有催化失活 Ago2 等位基因的小鼠。纯合突变体出生后不久就因明显贫血而死亡。对 microRNA 及其潜在靶标的检查发现 miR451（612071）缺失，miR451 是一种对红细胞生成很重要的小 RNA。虽然这种 microRNA 是由 Drosha 加工的，但其成熟并不需要 Dicer。相反，pre-miRNA 被加载到 Ago 中，并被 Ago 催化中心切割，生成中间的 3-prime 末端，然后进一步修剪。切洛菲等人。

弗兰西亚等人（2012）在人类、小鼠和斑马鱼中证明，DICER 和 DROSHA，而不是 RNAi 途径的下游元件，对于在外源 DNA 损伤和癌基因诱导的基因毒性应激时激活 DNA 损伤反应（DDR）是必需的，正如通过 DDR 病灶形成和检查点测定所研究的那样。DDR 灶对 RNase A 处理敏感，需要 DICER 和 DROSHA 依赖性 RNA 产品来恢复 RNase-A 处理细胞中的 DDR 灶。Francia 等人通过 RNA 深度测序和单个可诱导 DNA 双链断裂时 DDR 激活的研究（2012）证明 DDR 灶的形成需要位点特异性 DICER 和 DROSHA 依赖性小 RNA，称为 DDRNA，其以 MRE11-RAD50-NBS1 复合物（参见 602667）依赖性方式发挥作用。DDRRNA，无论是化学合成的还是通过 DICER 切割在体外产生的，

▼ 分子遗传学

拉赫贾等人（2014）报告了 44 个肾母细胞瘤的全外显子组测序（参见 WT1, 194070），鉴定了 microRNA（miRNA）处理酶 DROSHA 和 DICER1 中的错义突变，以及 MYCN（164840）、SMARCA4（603254）和 ARID1A（603024）中的新突变。对肿瘤 miRNA 表达、体外加工测定和人类细胞基因组编辑的检查表明，DICER1 和 DROSHA 突变通过不同的机制影响 miRNA 加工。DICER1 RNase IIIB 突变优先损害来自前 miRNA 发夹 5 素臂的 miRNA 的加工，而 DROSHA RNase IIIB 突变通过显性失活机制全面抑制 miRNA 生物发生。DROSHA 和 DICER1 突变都会损害肿瘤抑制 miRNA 的表达，包括 LET7 家族（参见 605386），它们是 MYCN、LIN28（参见 611043）和其他肾母细胞瘤癌基因的重要调节因子。拉赫贾等人（2014）得出的结论是，这些结果提供了对人类癌症中 miRNA 生物发生成分突变重新编程 miRNA 表达的机制的见解，并表明这些缺陷定义了肾母细胞瘤的一个独特亚类。