Piwi-interacting RNAs (piRNAs) direct PIWI proteins to transposons to silence them, thereby preserving genome integrity and fertility. The piRNA population can be expanded in the ping-pong amplification loop. Within this process, piRNA-associated PIWI proteins (piRISC) enter a membraneless organelle called nuage to cleave their target RNA, which is stimulated by Gtsf proteins. The resulting cleavage product gets loaded into an empty PIWI protein to form a new piRISC complex. However, for piRNA amplification to occur, the new RNA substrates, Gtsf-piRISC, and empty PIWI proteins have to be in physical proximity. In this study, we show that in silkworm cells, the Gtsf1 homolog BmGtsf1L binds to piRNA-loaded BmAgo3 and localizes to granules positive for BmAgo3 and BmVreteno. Biochemical assays further revealed that conserved residues within the unstructured tail of BmGtsf1L directly interact with BmVreteno. Using a combination of AlphaFold modeling, atomistic molecular dynamics simulations, and in vitro assays, we identified a novel binding interface on the BmVreteno-eTudor domain, which is required for BmGtsf1L binding. Our study reveals that a single eTudor domain within BmVreteno provides two binding interfaces and thereby interconnects piRNA-loaded BmAgo3 and BmGtsf1L.

中文翻译：

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Vreteno 内的扩展 Tudor 结构域将 Gtsf1L 和 Ago3 互连，以实现家蚕中 piRNA 的生物合成


Piwi 相互作用 RNA (piRNA) 将 PIWI 蛋白引导至转座子以沉默它们，从而保持基因组完整性和生育力。 piRNA 群体可以在乒乓扩增循环中扩增。在此过程中，piRNA 相关的 PIWI 蛋白 (piRISC) 进入一种称为 nuage 的无膜细胞器，在 Gtsf 蛋白的刺激下切割其目标 RNA。所得裂解产物被加载到空 PIWI 蛋白中，形成新的 piRISC 复合物。然而，为了发生 piRNA 扩增，新的 RNA 底物 Gtsf-piRISC 和空 PIWI 蛋白必须在物理上接近。在这项研究中，我们发现在家蚕细胞中，Gtsf1 同源物 BmGtsf1L 与负载 piRNA 的 BmAgo3 结合，并定位于 BmAgo3 和 BmVreteno 阳性的颗粒上。生化测定进一步表明，BmGtsf1L 非结构化尾部内的保守残基直接与 BmVreteno 相互作用。结合 AlphaFold 建模、原子分子动力学模拟和体外测定，我们在 BmVreteno-eTudor 结构域上发现了一个新的结合界面，这是 BmGtsf1L 结合所需的。我们的研究表明，BmVreteno 内的单个 eTudor 结构域提供了两个结合界面，从而将负载 piRNA 的 BmAgo3 和 BmGtsf1L 互连起来。