Nature Methods：新方法揭示RNA如何折叠并发挥作用

　　

RNA最广为人知的作用是将DNA中的遗传指令传递给蛋白质合成。然而，RNA的功能远不止于此。

就像一根可以弯曲、折叠并与其他分子相互作用的绳子一样，RNA可以呈现出不同的形状，进而影响其在细胞内的行为。这些形状也会影响蛋白质的合成效率、RNA分子的寿命甚至疾病的进展。

不过，由于RNA具有高度的灵活性和动态性，深入研究这些结构一直很困难。现有的方法只能提供许多RNA分子的平均图像，很难观察到单个RNA分子如何以不同方式折叠，即使它们来自同一个基因。

新加坡科技研究局（A*STAR）旗下基因组研究所的研究人员近日开发出一种新方法，能够逐个读取全长RNA分子，帮助人们了解RNA的折叠和行为方式。

这项研究成果发表在《Nature Methods》杂志上，为疾病研究和药物开发提供了新线索。

这种名为sm-PORE-cupine的新技术将化学标记与RNA直接测序相结合，以鉴定单条RNA分子上的结构修饰。

sm-PORE-cupine技术利用化合物标记未配对的RNA碱基，这些碱基是RNA分子中更易暴露的部分。这些标记就像路标一样，让人们了解RNA如何折叠。随后，纳米孔测序技术直接读取全长RNA分子，以便更深入地研究其结构。

通过先进的计算分析，研究团队能够以单分子分辨率解读这些信号，进而了解来自同一基因的RNA如何以不同的方式折叠并发挥作用。

利用sm-PORE-cupine技术，研究人员观察到RNA分子可以采用不同的结构，并且这些差异与蛋白质的合成效率和RNA的降解速度相关。

这一发现至关重要，因为蛋白质合成和RNA稳定性是基因调控中的关键环节。当这些过程出现异常时，可能导致疾病发生。

这项研究还带来了一些新见解，有助于人们深入了解RNA结构如何影响病毒功能（包括SARS-CoV-2病毒）以及病原体中的基因调控。

“我们的研究表明，转录组中的RNA具有高度异质性，而结构集成中的变化会影响细胞内的基因调控，” 作者在文中写道。

“我们认为，这种方法扩展了现有的工具，有助于探索不同生物体和生物系统中结构与功能之间的关系。”

这些结果有助于研究人员鉴定新的RNA治疗靶点，并支持抗病毒药物、抗真菌疗法及RNA靶向疗法的开发。

共同通讯作者、新加坡基因组研究所的Yue Wan博士表示：“通过揭示RNA分子如何形成不同结构以及这些结构如何影响基因调控，这项研究为更精准的诊断和治疗奠定了基础。”