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美观测到最小最快RNA开关 可提供新的药物靶标

http://www.kexue.com 2012-10-16 10:07:56 搜狐科学  发表评论

  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。(张巍巍)

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