科学家发现最小最快RNA开关

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科学家发现最小最快RNA开关

据物理学家组织网近日报道，来自美国密歇根大学的科研团队发现了迄今最小、最快的RNA分子开关，这种稀有的、转瞬即逝的结构可提供新的药物靶标，为开发新型抗病毒药物以及抗生素药物提供重大帮助。相关研究报告发表在同日的《自然》杂志上。

RNA是DNA的“化学表亲”，其一度被认为只能存储和传递遗传信息。而现在，RNA被称为细胞内的“瑞士军刀”，其可以执行各种各样的任务，并变化成多种形状。在过去的十年中，研究人员已经确定我们细胞中的大多数RNA分子，RNA也在调节基因表达方面发挥着重要作用。这些大分子作为开关可探测到细胞信号，并能改变形状或是发送适当的反应给细胞中的其他生物分子。

研究小组采用了改良过的核磁共振光谱仪，以及囚禁和捕获瞬时RNA结构的策略。此前他们借助相似的核磁共振技术制成过“纳米视频”，能够以三维模式揭示RNA分子如何改变形状，形成扭曲、弯曲和旋转的结构节点。此次观测到的RNA开关可比同类开关的体积显著减小，运行速度也将呈数量级提升。研究人员把这种寿命很短的结构称为微控开关，其可通过一种新的成像技术被探测到。虽然这种RNA开关存在的证据与日增多，但由于其体形极小且寿命极短，因而传统的成像技术一直未能捕捉到它的踪迹。该校化学系和生物物理学系的哈希姆·哈希米就表示：“我们终于观察到了这些罕有的、交替形式的RNA，它们只能存在大约1微秒至1毫秒左右，转瞬即逝。”观察到的瞬间结构变化涉及3种类型的RNA分子。其中两种RNA源自艾滋病病毒，另一种则与核糖体内部的质量控制相关。

微控开关内涉及了暂时的、局部的RNA结构变化，直至受激状态。这种结构的变化就是开关：形状的变化能够传输生物信号到细胞的其他部分。上述的激发态相当于具有生物功能的罕见的交替形式。这些交替形式具有独特的化学特性，能使它们成为药物可附着的大分子。从某种意义上说，他们提供了全新的药物靶标层。抗病毒的药物能够破坏艾滋病病毒的复制，而抗生素药物能够干扰蛋白质在细菌核糖体内的装配。（来源：科技日报 张巍巍）