近日,我校生物反应器工程国家重点实验室、光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心杨弋教授课题组、朱麟勇教授课题组、浙江大学生命科学研究院任艾明研究员课题组联合在荧光RNA研究中取得突破性进展,在国际权威学术期刊《自然—化学生物学》(Nature Chemical Biology)以长篇论文(article)形式在线发表题为“Structure-basedinvestigation of fluorogenic Pepper aptamer” 的研究文章。
RNA具有独特的三维结构和种类繁多的生物学功能,广泛参与细胞的各类生命活动,与多种疾病的发生与发展密切相关。荧光RNA是近些年发展起来的活细胞RNA成像技术。与荧光蛋白一样,研究人员只需要将荧光RNA的编码序列与靶标RNA编码序列融合,在细胞内表达后,即可对活细胞RNA进行标记成像。因此,荧光RNA是最直接的一种RNA标记成像方法,也最有希望成为理想的活细胞RNA标记与成像技术。2019年杨弋教授课题组与朱麟勇教授课题组组成的联合攻关团队发展了Pepper荧光RNA,它在亲和力、稳定性、信噪比、活细胞荧光亮度等方面提升了1-3个数量级,体现了荧光RNA从概念到实用的突破,在国际上首次实现了动物细胞内不同种类RNA的标记与无背景成像(Nature biotechnology, 2019, 37,1287)。然而, Pepper三维结构是什么样子,到底为什么Pepper具有如此优秀的性能呢?这个谜底的揭示不仅对于Pepper荧光RNA的进一步优化和应用拓展具有重要意义,还可以为更多高性能荧光RNA的创造提供新思路。
针对上述关键科学问题,研究团队对Pepper-HBC复合物的三维结构进行了解析,结果显示,Pepper呈现出由一个螺旋和一个突出的连接区组成的单体非 G-四链体音叉状结构,包含3个双螺旋P1、P2和P3,并由3个Junction区域J1/2、J2/1和J3/2连接。J3/2和J1/2以及P2形成远距离相互作用,帮助维持整体三维结构的稳定。配体HBC结合于整体结构的中心位置,以近平面构象堆积于非G-四联体四碱基平面(U8, G41, U42, G43)和G10-U40非经典碱基对之间,并由碱基对G9-C33从侧面固定,使得HBC配体被Pepper RNA适配体以纳摩尔级的高亲和力结合并激活。本研究解析的Pepper-HBC三维结构信息将为Pepper RNA适配体和染料分子的优化提供良好的理论依据,也将为发展基于Pepper的活细胞与活体生物传感、即时诊断甚至实时诊断技术提供极具价值的信息。
论文第一作者为浙江大学黄凯怡博士和我校药学院陈显军副研究员,通讯作者为朱麟勇教授、杨弋教授和任艾明研究员。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委项目、上海市教委项目、生物反应器工程国家重点实验室基金、教育部基本科研业务费等经费资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41589-021-00884-6
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
【创新前沿】《自然—化学生物学》在线发表我校荧光RNA领域联合研究新进展
本站小编 Free考研考试/2022-02-13
相关话题/结构 细胞 技术 生物学 序列
【创新前沿】《代谢工程》报道我校萜烯高产细胞工厂开发的最新进展
近日,生物工程领域权威期刊《代谢工程》(MetabolicEngineering)在线发表了生物工程学院鲁华生物技术研究所魏东芝团队王风清课题组关于“利用酵母细胞工厂高产萜烯”的最新研究进展。该工作系统研究了把酵母细胞动力室“线粒体”改造为萜烯合成车间的优势和问题,发现尽管线粒体具有前体和能量供应优 ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】我校煤制乙二醇技术助力煤化工绿色低碳发展
近日,习近平总书记赴陕西省到国家能源集团榆林化工有限公司,考察调研循环经济煤炭综合利用项目规划建设运行情况,强调指出,煤炭能源发展要转化升级,走绿色低碳发展的道路。习近平总书记首站考察的煤化工项目,是国家发改委在“十三五”期间核准的最大单体煤化工项目,总投资超过1200亿元。其中,在榆林化工的40万 ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】十年磨一剑,我校海水淡化浓盐水资源化利用技术取得重要进展
近日,由我校国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心(以下简称“盐湖中心”)孙玉柱主持的国家“十三五”重点研发计划课题-“海水淡化浓盐水资源化利用技术”通过课题绩效评价。标志着我校在该领域的研究进一步取得重要进展。为了解决海水淡化排放的浓盐水缺乏有效利用问题,防止环境污染,提高海水资源利用率,分摊海水淡 ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】《氧化还原生物学》报道我校基因编码型pH荧光探针设计及应用新进展
近年来研究发现,胞内pH(pHi)作为信号分子决定着细胞生老病死,被视为第二信使,引起学术界广泛关注。为研究pHi影响细胞命运的分子机制,多款能实时检测pHi的基因编码型荧光探针应运而生。这些探针大都由普通荧光蛋白及其突变体改造而成,虽能感应pH变化,但灵敏度尚待提高。近期,我校生物工程学院纳米生物 ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】《德国应用化学》报道我校序列响应型近红外荧光染料研究进展
瞄准医学临床检测应用中的重大需求,发展面向生命健康、环境生态应用的近红外功能染料,其主要难点是在复杂环境下染料的识别性能强化。面对染料从体外到细胞,再到体内的应用环境变化,提升应用体系在复杂环境下的选择性和灵敏性,有效避免非特异性激活是发展功能识别染料面临的重大挑战。近日,我校化学与分子工程学院、教 ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】《自然-通讯》报道我校光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心最新研究成果
近日,我校生物反应器工程国家重点实验室和光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心杨弋教授团队,在国际权威学术期刊NatureCommunications发表了题为“AsyntheticBRET-basedoptogeneticdeviceforpulsatiletransgeneexpressionen ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】《自然-通讯》报道我校在促进细胞黏附新材料领域的突破
近日,我校材料科学与工程学院刘润辉教授课题组通过模拟天然细胞黏附多肽,发现了具有促细胞黏附功能的β-氨基酸聚合物材料,并解析了相关机理。该成果以“Dualmechanismβ-aminoacidpolymerspromotingcelladhesion”(β-氨基酸聚合物通过双重机理促细胞黏附)为题 ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】洁净煤技术研究所团队在RENEW SUST ENERG REV和FUEL PROCESS TECHNOL上发表综述论文
近日,华东理工大学洁净煤技术研究所团队应邀约稿在可再生能源领域国际知名期刊?RenewableandSustainableEnergyReviews及?FuelProcessingTechnology上分别发表题为“Sootformationduringbiomassgasification:Acr ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13【创新前沿】我校多喷嘴对置式水煤浆气化技术再创佳绩
近日,我校与内蒙古宝丰煤基新材料有限公司签订了多喷嘴对置式水煤浆气化技术专利实施许可(4×100万吨/年煤制烯烃示范项目配套甲醇工程1100万吨/年),并完成了工艺软件包的编制。项目所采用的气化炉炉型是我校和兖矿集团(现山东能源集团)承担的国家“十三五”重点研发计划项目课题拟建设的超大型气化炉(单炉 ...华东理工大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13智能技术和语言学习国际研讨会 暨“多语种智慧教育重点实验室”揭牌仪式举行
2021年11月26至28日,由教育部教育管理信息中心指导,由上海外国语大学与中国人工智能学会主办,上海外国语大学国际教育学院承办的“2021年智能技术和语言学习国际研讨会”暨“多语种智慧教育重点实验室”揭牌仪式(2021InternationalConferenceofArtificialInte ...上海外国语大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2022-02-13