细菌源长链非编码RNA ROOL天然纳米笼的冷冻电镜结构解析及其工程化应用

时间：2025年6月17日

来源：Nature

编辑推荐：

来自未知的研究人员通过冷冻电镜技术揭示了细菌和噬菌体中长链非编码RNA（lncRNA）ROOL形成的天然纳米笼结构。该研究解析了直径28纳米、轴向长度20纳米的八聚体RNA纳米笼，发现其通过三重链A-小沟（A-minor staples）及四级相互作用稳定，并证实其可携带RNA适配体、tRNA等生物分子。这一发现为RNA纳米载体的设计和治疗应用提供了新思路。

一项突破性研究揭示了源自细菌和噬菌体基因组的长链非编码RNA（lncRNA）ROOL的精密自组装能力。通过近原子分辨率（约2.9埃）的冷冻电镜（cryo-EM）观测，发现这些长度超过200核苷酸的RNA分子能自发形成直径28纳米、轴向20纳米的八聚体纳米笼结构。有趣的是，这种中空结构内部存在无序区域，而其稳定性则依赖于创新的三级和四级相互作用——包括首次命名的"三重链A-小沟稳定元件"（A-minor staples）。

进一步研究发现，单个ROOL单体在约3.2埃分辨率下呈现独特的链交换机制，通过四级吻式环（quaternary kissing loops）驱动纳米笼组装。更令人振奋的是，当ROOL RNA与RNA适配体、转运RNA（tRNA）或微小RNA（microRNA）融合时，仍能保持纳米笼结构，并将这些功能分子呈放射状展示于笼体表面。这一特性为设计新型RNA纳米载体开辟了道路，未来或将成为基因治疗和研究领域的重要工具。