长链非编码 RNA(lncRNA),是长度大于 200 个核苷酸的非编码 RNA,它们通常不编码蛋白质,广泛存在于真核生物、细菌以及病毒中,在生命活动的诸多方面发挥着重要的调控作用。
通过比较基因组学分析,在细菌和噬菌体中已鉴定出 20 多类 lncRNA,但它们的生物学功能在很大程度上仍未被探索。由于大多数 lncRNA 的尺寸较大,其结构决定因素也仍未得到表征。
2025 年 6 月 16 日,九三学社社员、复旦大学遗传工程国家重点实验室副主任麻锦彪教授,Xiaobin Ling,马萨诸塞大学医学院Wenwen Fang等人在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为:Cryo-EM structure of a natural RNA nanocage的研究论文。
该研究解析了在细菌和噬菌体基因组中发现的长链非编码 RNA ROOL 形成的两种天然 RNA 纳米笼的高分辨率冷冻电镜结构,这项研究结果或可用于设计新型 RNA 纳米笼,作为研究和治疗应用的 RNA 载体。
在这项最新研究中,研究团队报告了在细菌和噬菌体基因组中发现的长链非编码RNA ROOL形成的两种天然RNA纳米笼的结构。
~2.9Å分辨率的冷冻电镜(cryo-EM)结构显示,ROOL RNA形成一个直径为28纳米、轴向长度为20纳米的八聚体纳米笼,其内部中空区域存在排列无序区。该八聚体通过众多三级和四级相互作用得以稳定,其中包括三链A型小沟(A-minor),研究团队提议将其命名为“A型小沟订书钉”(A-minor staple)。在~3.2Å的分辨率下,孤立的ROOL单体的结构表明,纳米笼的组装涉及一种链交换机制,从而形成四级亲吻环。
最后,研究团队证明了与RNA适配体、tRNA 或microRNA融合的ROOL RNA能够保持其结构,形成一个具有径向展示货物的纳米笼。
这项研究结果或许能够用于设计新型RNA纳米笼,作为研究和治疗应用的RNA载体。
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