美觀測到最小最快RNA開關
日期：2012-10-15 07:47:36
據報道，來自美國密歇根大學的科研團隊發現了迄今最小、最快的RNA分子開關，這種稀有的、轉瞬即逝的結構可提供新的藥物靶標，為開發新型抗病毒藥物以及抗生素藥物提供重大幫助。相關研究報告發表在同日的《自然》雜志上。
RNA是DNA的“化學表親”，其一度被認為只能存儲和傳遞遺傳信息。而現在，RNA被稱為細胞內的“瑞士軍刀”，其可以執行各種各樣的任務，并變化成多種形狀。在過去的十年中，研究人員已經確定我們細胞中的大多數RNA分子，RNA也在調節基因表達方面發揮著重要作用。這些大分子作為開關可探測到細胞信號，并能改變形狀或是發送適當的反應給細胞中的其他生物分子。
研究小組采用了改良過的核磁共振光譜儀，以及囚禁和捕獲瞬時RNA結構的策略。此前他們借助相似的核磁共振技術制成過“納米視頻”，能夠以三維模式揭示RNA分子如何改變形狀，形成扭曲、彎曲和旋轉的結構節點。此次觀測到的RNA開關可比同類開關的體積顯著減小，運行速度也將呈數量級提升。研究人員把這種壽命很短的結構稱為微控開關，其可通過一種新的成像技術被探測到。雖然這種RNA開關存在的證據與日增多，但由于其體形極小且壽命極短，因而傳統的成像技術一直未能捕捉到它的蹤跡。該校化學系和生物物理學系的哈希姆·哈希米就表示：“我們終于觀察到了這些罕有的、交替形式的RNA，它們只能存在大約1微秒至1毫秒左右，轉瞬即逝。”觀察到的瞬間結構變化涉及3種類型的RNA分子。其中兩種RNA源自艾滋病病毒，另一種則與核糖體內部的質量控制相關。
微控開關內涉及了暫時的、局部的RNA結構變化，直至受激狀態。這種結構的變化就是開關：形狀的變化能夠傳輸生物信號到細胞的其他部分。上述的激發態相當于具有生物功能的罕見的交替形式。這些交替形式具有獨特的化學特性，能使它們成為藥物可附著的大分子。從某種意義上說，他們提供了全新的藥物靶標層。抗病毒的藥物能夠破壞艾滋病病毒的復制，而抗生素藥物能夠干擾蛋白質在細菌核糖體內的裝配。
