結構生物化學/線蟲RNA
線蟲是所有動物中最具多樣性的門類之一。在28000種不同的線蟲物種中，有一半是寄生蟲。線蟲，一種圓蟲，具有管狀消化系統，兩端都有開口。線蟲遍佈世界各地，幾乎適應了所有生態系統，其特點是水鹽度、溫度和海拔高度各不相同。它們不僅適應了環境，而且進化到數量超過與它們共存的其他動物。例如，線蟲構成了海底所有生命的90%。
雖然有些線蟲完全依賴其他型別的動物進行繁殖，但有些線蟲使用的策略似乎相當先進。例如，寄生四齒線蟲被推測會誘導熱帶螞蟻模擬果實。感染的螞蟻會發育出鮮紅色的腹部，變得更加遲緩，並且會將腹部抬高到顯眼的位置行走。這些變化可能導致食果鳥將感染的螞蟻誤認為漿果並吃掉它們。寄生蟲卵在鳥的糞便中排出後，隨後會被覓食的切葉蟻收集並餵給它們的幼蟲，從而完成四齒線蟲的生命週期。
RNA調控是一個重要且普遍的過程，由RNA分子和RNA結合蛋白共同實現。RNA分子在基因組的正確解碼中起著至關重要的作用，作為多種途徑中的調節因子和靶標。RNA結合蛋白作為RNA穩定性和翻譯效率的效應器，將轉錄本引導到細胞內的特定位置，控制基因解碼的保真性，並作為輔助因子促進功能性和結構性RNA分子的活性。
線蟲秀麗隱杆線蟲的易於操控的遺傳學使其成為研究RNA調控機制的有用觀察模式生物。透過RNA干擾（RNAi），可以相對直接地破壞這種生物中特定基因的功能。RNAi的使用使研究人員能夠透過以特定方式沉默特定基因的功能來確定這些基因的功能。在另一個重要的應用中，人們發現這種生物對尼古丁表現出行為反應，包括急性反應、耐受性、戒斷和敏感性。
基於秀麗隱杆線蟲的實驗室研究，一個令人驚訝的發現是，線蟲的基因組包含相對於其他後生動物而言的推定RNA結合蛋白的擴充套件。Pumilio RNA結合蛋白在秀麗隱杆線蟲中有11個同源物，而在人類中只有2個同源物。CCCH型串聯鋅指（TZF）家族，包括哺乳動物蛋白 tristetraprolin (TTP)，在圓蟲中擁有16個同源物。最後，線蟲中存在27個 Argonaute 同源物。
同源性狀是指生物體從共同祖先那裡繼承的任何特徵。旁系同源物是在同一個物種中存在的同源物，通常在功能上有所不同。旁系同源物是由基因複製產生的。直系同源物是在不同物種中存在的同源物，通常在功能上相似。直系同源物通常由物種形成產生，即一個物種分化為兩個不同的物種。蛋白質、DNA和RNA之間的同源性通常根據序列相似性得出結論。比較氨基酸序列比比較核苷酸鹼基序列更有效，因為有20種不同的氨基酸，而只有4種不同的核苷酸鹼基。
正向和反向遺傳實驗提供了資料，這些資料突出了線蟲同源物擴充套件的基礎。具體來說，資料表明RNA結合家族擴充套件可能在種系發育、配子發生和早期胚胎發生中發揮作用。
PUF家族 RNA 結合蛋白的創始成員是 Pumilio 和 FBF，它們共同維持著種系遠端區域祖細胞的數量。該組促進成年期開始時從精子發生到卵子發生的細胞轉換。在從有絲分裂到減數分裂的轉變過程中，單細胞狀態變為合胞體區域，減數分裂核重新細胞化。精母細胞在 L4 幼蟲期首次形成並儲存在精子囊中，然後轉化為卵母細胞。
PUF-8 和 PUF-9 在生化方面類似於酶，因為它們的 RNA 結合特性之一包括高度特異性。例如，PUF 結構域識別的八核苷酸 (5'-UGURNNAUA-3') 與 Nanos 響應元件 (NRE) 相差一個核苷酸。NRE 僅比 FBE 短一個核苷酸，但兩種 PUF 元件對 FBR 的識別差異超過 30 倍。
線蟲 TZF 的結合特異性與線蟲 PUF 的結合特異性不同。MEX-5 是一種 TZF 蛋白，它以高親和力但鬆弛的特異性結合任何富含尿嘧啶的序列。鬆弛的特異性意味著 TZF 既能結合富含尿嘧啶的序列，又能結合聚尿嘧啶，而 TTP 對 ARE 的結合能力比聚尿嘧啶高 80 倍以上。
RNA 結合蛋白的功能，與所有蛋白質一樣，由其結構決定。具有新結合特異性的共同結構域表徵的新 RNA 結合蛋白家族的新功能基於結構變化。生物化學和遺傳學為鑑定關鍵序列元件和結構變化提供了基礎，但未能提供關於這些元件如何直接與新功能相關的機制解釋。顯然，RNA 結合家族的結構研究領域需要進一步研究。
1 R. Lehmann and C. Nusslein-Volhard，母體基因 nanos 在果蠅胚胎後部模式形成中起著核心作用，發育 112 (1991)，第 679–691 頁。在 Scopus 中檢視記錄 | 在 Scopus 中被引用 (140)
2 B. Zhang, M. Gallegos, A. Puoti, E. Durkin, S. Fields, J. Kimble and M.P. Wickens，一種保守的 RNA 結合蛋白，調節秀麗隱杆線蟲雌雄同體的種系中的性命運，自然 390 (1997)，第 477–484 頁。在 Scopus 中檢視記錄 | 在 Scopus 中被引用 (245)
3 B.C Varnum, Q.F. Ma, T.H. Chi, B. Fletcher and H.R. Herschman，TIS11 初始反應基因是一個基因家族的成員，該家族編碼包含不尋常的 Cys-His 重複序列的高度保守序列的蛋白質，分子細胞生物學 11 (1991)，第 1754–1758 頁。在 Scopus 中檢視記錄 | 在 Scopus 中被引用 (85)