Piwi ( PIWI , z anglického P-element ducted wimpy testis [1] ) je rodina genů kódujících regulační proteiny podílející se na zajištění neúplné diferenciace kmenových buněk a také na udržování konstantních hodnot rychlosti dělení zárodečné linie. buňky [2] (tj. Piwi proteiny mohou být také exprimovány v normálních somatických buňkách [3] ). Piwi proteiny jsou vysoce konzervované a nacházejí se v rostlinách i zvířatech (od hub po lidi ) [4] [3] .
Piwi domény [5] jsou proteinové domény přítomné v proteinech rodiny Piwi , stejně jako velká skupina příbuzných proteinů, které se vážou na nukleové kyseliny (hlavně RNA ). Tato doména funguje při hydrolýze cílů jednořetězcové RNA řízené tvorbou duplexu RNA za účasti regulační RNA vázané na protein, která se váže na cílovou RNA ( interference RNA ). Taková aktivita je typická pro proteiny skupiny Argonaute [6] , proto se do této skupiny řadí proteiny Piwi [7] . Argonautové proteiny jsou nejlépe prostudované proteiny vázající RNA s aktivitou podobnou aktivitě RNázy H. Jejich katalytická aktivita je doprovázena tvorbou RNA-indukovaného komplexu vypnutí genu (RISC). Takové malé regulační RNA mohou být zejména malé interferující RNA . Krystalizované proteiny Piwi mají konzervované vazebné místo s bázemi umístěnými na 5' konci RNA asociované s proteinem. V případě proteinů asociovaných s malými interferujícími RNA je poslední nepárová báze RNA, která neinteraguje s cílem, stabilizována v důsledku vrstvení interakcí RNA s proteinovými tyrosinovými zbytky [8] .
Některé proteiny Piwi se vážou na specifické malé nekódující RNA, piRNA , a fungují ve spojení s nimi. Obvykle je jejich aktivita zaměřena na umlčení – potlačení exprese transposonového genu v zárodečných buňkách. U myší tyto proteiny zahrnují Mili, Miwi a Miwi2 [7] a u lidí HIWI (nebo PIWIL1), HILI (nebo PIWIL2), HIWI2 (nebo PIWIL4) a HIWI3 (nebo PIWIL3) [3] .
V zárodečných buňkách navíc některé proteiny Piwi fungují v komplexu s miRNA , a tak hrají důležitou roli v časném vývoji a morfogenezi u Drosophila [9] .
Bylo zjištěno, že proteiny Piwi mohou fungovat jako regulátor genomové integrity somatických kmenových buněk, což je nezbytné pro dlouhodobé udržení a fungování kmenových buněk. Zabraňují aktivaci retrotranspozonů související s věkem, mechanismům poškození DNA, ztrátě heterochromatinu a apoptóze kmenových buněk. Proto nadměrná exprese některých Piwi zabraňuje dysfunkci kmenových buněk související s věkem [10] [11]
Nadměrná exprese jednoho z nejdůležitějších lidských proteinů z rodiny Piwi, HIWI, vede k rozvoji nádorů , zejména seminomu [12] .
O proteinech Piwi je známo, že se podílejí na procesu regenerace ztracených částí těla u planárů . Kromě toho se u Drosophila tyto proteiny vážou na polytenové chromozomy v buňkách slinných žláz . Navíc mutace Piwi mohou způsobit mozaiku barvy očí ; byla také zaznamenána role proteinů piwi ve fungování hlavového ganglionu Drosophila [3] .
Je možné, že proteiny Piwi hrají určitou roli i ve vzniku rakoviny [3] .