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研究發現環狀RNA適配體的高效表達方法
日期:2019年05月09日 09:36     

  RNA適配體是一種短RNA,可通過結合細胞內的分子或蛋白質調節細胞內進程。盡管RNA適配體具有潛在的應用價值,但它并沒有其他RNA技術廣泛應用,主要問題是它們不能高濃度表達,從而不能有效調節蛋白質功能,同時也阻礙了RNA裝置,例如RNA代謝物生物傳感器在哺乳動物細胞中的應用。通常,基于RNA的生物傳感器是通過融合適配體來構建的,這些生物傳感器在哺乳動物細胞中無法檢測到熒光信號。基于以上現狀,Samie R. Jaffrey團隊設計了一個新的表達系統Tornado,實現了RNA適配體和基于RNA裝置在哺乳動物細胞中的高水平表達和功能活性。
  Tornado表達系統不需要任何額外的蛋白質或酶共同表達就能實現循環,快速高效,因此RNA是穩定的。基于Tornado表達的轉錄本包含一段RNA,兩側是扭曲的核酶。核酶迅速發生自催化裂解,末端由普遍存在的內源性RNA連接酶RtcB連接。此外,蛋白質結合的RNA適配體在其他方面對細胞的影響微乎其微,是一種強有力的抑制劑。
  Samie R. Jaffrey團隊構建的基于RNA的s-腺苷甲硫氨酸(SAM)熒光代謝物生物傳感器,能夠低表達線狀RNA,也足夠達到檢測細胞內環狀RNA表達SAM動力學水平。以花椰菜適配體為例,通過熒光載體DFHBI-1T染色,在與花椰菜結合后就產生熒光。通常情況下,線性RNA適配體在經過6小時的放線霉素D(actD)處理后會完全消失,因為它們會迅速降解。相反,環狀RNA適配體在這一處理過程中并沒有明顯的變化。同時,實驗數據表明,扭曲核酶自裂解的速度比優化的錘頭狀核酶快數百倍。因此,Tornado表達系統使RNA適配體和RNA裝置成為哺乳動物細胞中操縱蛋白質和成像細胞過程的工具。

(文章來源:Nature Biotechnology (2019). DOI: 10.1038/s41587-019-0090-6)

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