环形RNA是共价闭合的单链RNA,具备特殊的空间构象。工程化体外环化的RNA(ivcRNAs),正在发展为具有潜力的新型RNA药物平台。环形RNA作为表达载体,因缺乏5’端帽子结构,通常依赖病毒来源的内部核糖体进入位点(IRES)启动翻译进程,但目前缺乏实验证据证明环形RNA中的IRES结构功能是否受到编码序列的影响。
近日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心等团队在结构层面发现,环形RNA中IRES序列与其驱动的编码序列(cargo)之间的相互作用影响IRES结构的完整性,进而调控环形RNA的翻译效率。研究提出,IRES-cargo的相互作用是评估环形RNA翻译能力的重要指标,为理性设计高效翻译性能的环形RNA分子奠定了理论与结构基础。
研究基于高效的自剪接成环系统,构建了不同病毒来源IRES以及相同荧光素酶报告基因的ivcRNAs。研究同时利用相关技术,在活细胞中直接解析长链环形RNA的二级结构。为验证IRES与cargo之间不利的相互作用会损害IRES结构并抑制翻译,研究设计了定点突变实验,在cargo区或IRES结构域IV引入点突变,以构建不同突变类型的ivcRNAs。分析显示,这些突变阻断了IRES与cargo间的碱基配对,恢复了SV-A结构域IV的十字形构象。基于此,研究通过定量指标,量化SV-A结构变化。修复SV-A结构后,gE蛋白表达完全或部分恢复,且表达水平与IRES结构域IV的结构完整性呈强正相关。
研究发现,环形RNA中IRES元件的结构折叠并非独立存在,而是受到其驱动的cargo序列的影响。当IRES与cargo之间发生不利的相互作用时,IRES的关键结构域被破坏,从而抑制翻译活性、降低蛋白质产量。因此,未来在工程化环形RNA的理性设计中,除关注IRES本身翻译效率和cargo序列的密码子优化外,需将IRES-cargo相互作用作为关键设计参数,通过避免或解除IRES与cargo之间的不利配对,维持IRES结构的完整性,以实现高效稳定的蛋白质表达,助力环形RNA疗法的临床转化。
相关研究成果在线发表在《细胞研究》(Cell Research)上。研究工作得到科学技术部和中国科学院等的支持。
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IRES-cargo的相互作用,破坏IRES结构完整性,进而抑制ivcRNA蛋白表达,解开IRES-cargo之间的不利配对后恢复SV-A的高效翻译能力
中新社香港11月11日电在香港特区政府教育局推动下,应用科学大学联盟11日正式成立。联盟创会成员为4所专上院校,香港都 11月13日,教育部召开学习贯彻落实习近平总书记给中国国际大学生创新大赛参赛学生代表重要回信精神座谈会。教育部党组书记、部长怀进鹏出席会议并讲话。教育部党组成员、副部长吴岩主持会议。 怀进鹏指出,习近平 近日,教育部公布第二批国家市域产教联合体名单,分别是江苏太仓、浙江宁波、浙江义乌、广西南宁、四川宜宾、新疆昌吉等6个市(县)。 教育部为何新布局建设这6家市域产教联合体?联合体如何走 “黄金考点”“解题模板”等传统“干货”,为何无法激发学生们的学习热情?曾经参与过中考命题的教师李铭(化名)在广东省珠海市第八中学(以下简称“珠海八中”)任教时,遇到了教学生涯新挑战。 新华网北京11月14日电 今日,教育部举办新闻发布会, 教育部职业教育与成人教育司司长彭斌柏介绍了我国职业教育改革发展的总体情况。彭斌柏介绍,党的十八大以来,在以习近平同志为核心的党中央坚强 海风拂面。从秘鲁的泛美公路望向太平洋,浩渺烟波中,高大的岸桥整齐排列,防波堤如巨臂环绕,码头工人忙碌穿梭,崭新的钱凯港即将投入正式运营。今年6月,习近平主席同秘鲁总统博鲁阿尔特会谈时专门提 。本文链接:环形RNA翻译效率调控研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-2659-0.html
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