近日，上海市細胞代謝光遺傳學技術前沿科學研究基地、華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室教授楊弋團隊在RNA光遺傳學控制技術研究中取得突破。相關研究在線發表于《自然—生物技術》。
生物遺傳中心法則是指遺傳信息從DNA傳遞至RNA，再從RNA傳遞至蛋白質，即完成遺傳信息轉錄和翻譯的過程。細胞內的RNA像蛋白質一樣，具有復雜的高級結構與相互作用，具有特定的時間、空間分布及不同的轉錄后修飾狀態，復雜而精確地執行豐富多彩的生物學功能。
“與蛋白質研究相比，人們對細胞內RNA時間、空間分布及其功能的研究仍然有些滯后。”論文第一作者、華東理工大學生物工程學院博士劉韌玫說，“其中，一個重要的原因是缺乏可以在活細胞內對RNA分子進行實時監測與精密控制的技術。”
在RNA監測技術研究方面，楊弋與華東理工大學教授朱麟勇組成的交叉學科聯合攻關團隊此前發展了系列高性能熒光RNA，在國際上首次實現了動物細胞內不同種類RNA的標記與無背景成像，解決了活細胞RNA實時標記與成像的難題。在RNA控制技術研究方面，楊弋團隊此前發展了系列光控轉錄系統，實現RNA生成時間和空間的精密控制。
“然而，活細胞RNA在轉錄后還有一系列的代謝行為，如剪接、修飾、運輸、翻譯、降解等，它們對RNA的正常生物學功能發揮同樣至關重要。因此，發展活細胞RNA轉錄后代謝精密控制技術將會極大促進人們對于RNA的復雜功能與調控機制的解析。”楊弋說。
通過合成生物學理性設計并結合全新的高通量篩選策略，研究團隊構建了國際上首個人工合成的光控RNA結合蛋白LicV，將LicV與不同的RNA效應結構域融合，分別獲得光控RNA剪接因子、光控RNA定位因子、光控RNA翻譯因子以及光控RNA降解因子。他們利用這些光控RNA效應因子實現了活細胞RNA剪接、運輸、翻譯、降解等轉錄后代謝時間和空間的精密控制。此外，研究團隊還實現了基因位點的高亮度與可逆標記。(張雙虎 黃辛)
關鍵詞： RNA分子 精密控制 RNA光遺傳學控制技術 蛋白質
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