RNA也有雙螺旋結構

日期：2013-08-30 09:36:59

1953年，弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森發現了脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結構。自此，科學界掀起了一場對這個生命體最基本構建模塊進行圖繪、研究和測序的革命。

DNA對代代相傳的遺傳物質進行編碼。要將DNA中編碼的信息制成生命所必需的蛋白質和酶，核糖核酸（RNA）發揮著中介作用。RNA是一種可在細胞核糖體內發現的單鏈遺傳物質。雖然其在通常情況下是單鏈的，但是某些RNA序列也能像DNA一樣形成雙螺旋結構。

1961年，亞歷山大·里奇、大衛·戴維斯、沃森以及克里克提出假說，被稱為poly（rA）的RNA可形成一種平行鏈的雙螺旋結構。

50多年后，加拿大麥吉爾大學的科學家成功結晶出一個RNA短序列——poly（rA）11，并利用加拿大光源（CLS）和康奈爾高能同步加速器收集到的數據證實了poly（rA）雙螺旋假說。

poly（rA）的詳細三維結構圖已由麥吉爾大學生物化學教授卡勒·格林、德國哥廷根大學喬治·賽爾德雷克以及加拿大康考迪亞大學克里斯多夫·萬茲共同發表。萬茲和格林均是魁北克結構生物學協會GRASP的成員。他們的研究成果發表在德國《應用化學》國際版上。

負責指導麥吉爾大學生物納米機械培訓計劃的格林博士稱：“經過50多年的研究，能確認出一種新的核酸結構是非常罕見的，所以當我們偶然發現這種不尋常的poly（rA）結晶時，我們興奮得跳了起來。”

格林說，RNA雙螺旋結構的確認，將在生物納米材料和超分子化學的研究上具有十分有趣的應用。核酸具有驚人的自我識別特性，將其作為基礎材料或可構建出生物納米機械——利用合成生物學制成的納米級器件。

格林補充說，生物納米機械的優勢在于體積非常小、生產成本低、便于修改。許多生物納米機械已經影響到我們的日常生活，如酶、傳感器、生物材料和醫學療法。RNA雙螺旋結構的確認，可能會產生各種下游效益，如治療和治愈艾滋病，或是幫助生物組織再生。

研究人員表示，poly（rA）結構的發現，凸顯了基礎研究的重要性。他們目前正在尋找細胞如何將mRNA（信使核糖核酸）轉化成蛋白質的信息。

在此項實驗中，研究人員使用從加拿大光源的高分子結晶設施（CMCF）獲取的數據，成功地解決了poly（rA）11 RNA結構問題。

CMCF科學家米歇爾·佛杰說，實驗在確認RNA結構上是非常成功的，也許會對探尋遺傳信息如何在細胞內存儲產生影響。雖然DNA和RNA都攜帶有遺傳信息，但它們之間也存在不少差異。mRNA分子帶有poly（rA）的蹤跡，其化學特性與結晶中的分子相同。poly（rA）是一個重要的生理學結構，尤其是在mRNA高局部濃度的條件下，細胞受到壓力，mRNA在細胞內以顆粒形式聚集時就會發生這種情況。有了這些信息后，研究人員將繼續描繪RNA的各種結構，并揭示其在新型生物納米機械設計中扮演的角色。