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形象化的双重人格可变形分子

澳大利亚和美国的研究人员在理解称为RNA的关键遗传分子的结构方面取得了突破,并首次揭示了这些变化如何影响RNA的功能。

该研究小组在《自然》杂志上发表了一项生物信息学技术,以解决RNA的分离结构,而不是将它们视为平均多个结构的“模糊”。这证明了他们的发现,即RNA的结构可以影响细胞的功能。

RNA是编码遗传信息的类DNA分子。某些病毒-包括HIV和SARS-CoV2-使用RNA作为其遗传物质。该团队能够运用他们开发的技术来揭示HIV RNA基因组的结构如何影响病毒产生的蛋白质。

国际合作团队由沃尔特(Walter)和伊丽莎·霍尔(Eliza Hall)研究人员Vincent Corbin博士以及美国怀特海德生物医学研究所的Phil Tomezsko先生和Silvi Rouskin教授领导。研究团队还包括研究所的计算生物学主题负责人Tony Papenfuss教授以及数学家和博士生Lachlan McIntosh先生。

乍看上去

-RNA是一种携带遗传信息的分子,可控制细胞的功能。

-一个合作的研究小组已使用先进的计算方法来检测RNA的不同结构,直到现在仍无法区分。

-使用HIV作为模型系统,研究小组发现RNA的不同结构影响了病毒的行为。这是首次证明RNA结构的变化会影响该分子如何控制细胞的功能。

RNA的变化形状

RNA是在所有带有遗传信息的生物中发现的分子。RNA是细胞功能的重要调节剂,直接控制细胞中产生的蛋白质,还可以打开和关闭基因。

负责该项目生物信息学研究的科宾博士说,RNA分子具有二维结构,这影响了其中所含遗传信息的获取方式。

他说:“ RNA生物学中的最大问题是RNA分子是否具有单一的恒定结构,或者它们是否可以在不同的结构之间转换-这对特定RNA分子的功能意味着什么。”

“在Silvi Rouskin教授的带领下,我们的合作者开发了一种解密RNA分子结构的技术。我们想了解我们检测到的是RNA的单一结构,还是使多个不同结构模糊在一起的'平均'结构。

他说:“这有点像看到红色和黄色的条纹,或者使它们模糊在一起并认为可以看到橙色。”

通过开发一种计算算法,该团队能够检测和测量不同RNA结构的数量。柯宾博士说:“我们可以在试管和活细胞中检测到它们,因此我们接下来研究这些结构是否影响RNA的功能。”

改变RNA功能

当RNA在细胞中产生时,它以更长的形式开始,被“剪接”或修剪以去除不需要的部分。

Corbin博士说:“ RNA剪接会影响其编码蛋白质的方式。”“有许多改变RNA剪接如何影响细胞功能的例子,在某些情况下,RNA剪接的改变与癌症或神经退行性疾病有关。”

某些病毒将RNA用于其基因组,包括HIV和SARS-CoV2(引起COVID-19的冠状病毒)。就HIV而言,RNA剪接会影响病毒产生的蛋白质-蛋白质在病毒生命周期的不同阶段会发生变化。

Corbin博士说:“使用HIV基因组作为模型系统,我们研究了RNA结构是否影响HIV的RNA剪接方式。我们发现RNA结构是HIV剪接RNA的关键决定因素,并影响了产生哪些病毒蛋白。” 。

“这是RNA结构如何控制RNA功能的第一个明确证据。我们开发的技术为RNA结构在调节细胞功能中的作用开辟了一个新的研究领域。”

帕彭弗斯(Papenfuss)教授说,这项研究表明生物系统的微调。“这项研究对一个微小分子的微妙变化可能会对病毒的功能产生重大影响。通过使用计算生物学来揭示这些变化,我们对病毒以及潜在的人类细胞如何发挥作用有了重要发现。 ,这可能会支持有关健康和疾病的未来发现。”

这项研究得到了美国国立卫生研究院,史密斯家庭基金会,巴勒斯惠康基金会,澳大利亚国家卫生与医学研究委员会和维多利亚州政府的支持。

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