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該微控開關(guān)可提供新的藥物靶標(biāo)

    據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，來自美國(guó)密歇根大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了迄今最小、最快的RNA分子開關(guān)，這種稀有的、轉(zhuǎn)瞬即逝的結(jié)構(gòu)可提供新的藥物靶標(biāo)，為開發(fā)新型抗病毒藥物以及抗生素藥物提供重大幫助。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在同日的《自然》雜志上。

    RNA是DNA的“化學(xué)表親”，其一度被認(rèn)為只能存儲(chǔ)和傳遞遺傳信息。而現(xiàn)在，RNA被稱為細(xì)胞內(nèi)的“瑞士軍刀”，其可以執(zhí)行各種各樣的任務(wù)，并變化成多種形狀。在過去的十年中，研究人員已經(jīng)確定我們細(xì)胞中的大多數(shù)RNA分子，RNA也在調(diào)節(jié)基因表達(dá)方面發(fā)揮著重要作用。這些大分子作為開關(guān)可探測(cè)到細(xì)胞信號(hào)，并能改變形狀或是發(fā)送適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)給細(xì)胞中的其他生物分子。

    研究小組采用了改良過的核磁共振光譜儀，以及囚禁和捕獲瞬時(shí)RNA結(jié)構(gòu)的策略。此前他們借助相似的核磁共振技術(shù)制成過“納米視頻”，能夠以三維模式揭示RNA分子如何改變形狀，形成扭曲、彎曲和旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。此次觀測(cè)到的RNA開關(guān)可比同類開關(guān)的體積顯著減小，運(yùn)行速度也將呈數(shù)量級(jí)提升。研究人員把這種壽命很短的結(jié)構(gòu)稱為微控開關(guān)，其可通過一種新的成像技術(shù)被探測(cè)到。雖然這種RNA開關(guān)存在的證據(jù)與日增多，但由于其體形極小且壽命極短，因而傳統(tǒng)的成像技術(shù)一直未能捕捉到它的蹤跡。該校化學(xué)系和生物物理學(xué)系的哈希姆•哈希米就表示：“我們終于觀察到了這些罕有的、交替形式的RNA，它們只能存在大約1微秒至1毫秒左右，轉(zhuǎn)瞬即逝。”觀察到的瞬間結(jié)構(gòu)變化涉及3種類型的RNA分子。其中兩種RNA源自艾滋病病毒，另一種則與核糖體內(nèi)部的質(zhì)量控制相關(guān)。

    微控開關(guān)內(nèi)涉及了暫時(shí)的、局部的RNA結(jié)構(gòu)變化，直至受激狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)的變化就是開關(guān)：形狀的變化能夠傳輸生物信號(hào)到細(xì)胞的其他部分。上述的激發(fā)態(tài)相當(dāng)于具有生物功能的罕見的交替形式。這些交替形式具有獨(dú)特的化學(xué)特性，能使它們成為藥物可附著的大分子。從某種意義上說，他們提供了全新的藥物靶標(biāo)層。抗病毒的藥物能夠破壞艾滋病病毒的復(fù)制，而抗生素藥物能夠干擾蛋白質(zhì)在細(xì)菌核糖體內(nèi)的裝配。