华裔学者Nature发表RNA技术突破

RNA在生物学系统中有着举足轻重的作用，它不仅将DNA的遗传信息传递给蛋白，还调控了各种生物学过程。单链RNA就像一条胶带，可以折叠起来通过碱基互补配对形成二级结构，这样的3D结构决定着RNA的功能。

用于结构分析的传统技术（比如X射线晶体衍射）一般比较麻烦，“而且一次只能用于一个RNA，”斯坦福大学的Howard Chang教授说。

为了同时研究多个RNA的二级结构，人们想到用化学修饰来区分未配对的核苷酸。通过RNA测序分析RNA的碱基修饰模式（即碱基配对状态），就可以知道RNA分子是如何折叠的。不过，这类全转录组分析技术还存在较大的局限：要么只能靶标四种核苷酸中的两个，要么只能用于体外研究。

Chang教授及其同事首次开发了可以在活细胞中全面分析RNA二级结构的新技术，SHAPE（selective 2'-hydroxyl acylation and profiling experiment）。这一成果发表在近期的Nature杂志上。

Howard Chang教授曾入选HHMI2009年早期职业科学家项目（2009 Early Career Scientist Program），获得百万美元资助。这项计划会在6年中为每一位入选科学家提供包括薪酬，福利和研究预算在内的，超过150万美元的经费支持，这些科学家也会被聘为霍华德休斯医学研究院的全职研究员。近几年Howard Chang教授多次在顶级期刊上发表重要成果。

SHAPE分析首先是用NAI-N3修饰未配对的核苷酸，然后让生物素与NAI-N3结合，通过链霉亲和素磁珠回收修饰过的RNA。将这些RNA切割成小片段进行测序，可以揭示哪些核苷酸被修饰（也就是未配对），哪些核苷酸未被修饰（也就是配对或者结合蛋白）。

据介绍， SHAPE技术不仅可以在活细胞内修饰所有核苷酸，还可以富集被修饰的RNA，进一步提高信噪比。“现在我们可以在天然的细胞环境中，实现高分辨率、高通量的RNA分析，”康奈尔大学的Julius Lucks说。

研究人员还利用这一技术比较了RNA在细胞内和体外环境下的结构差异，鉴定了可能是蛋白结合位点的核苷酸序列。

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