Nat Commun:科学家们首次对心脏中的RNA结构进行成像!

2020年2月11日 16:26:30 来源: 生物谷
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  近日,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自洛斯阿拉莫斯国家实验室等机构的科学家们通过研究揭示了一种特殊类型RNA分子的3-D图像,其对于干细胞重编程至关重要,被称之为基因组中的“暗物质”。

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图片来源:Los Alamos National Laboratory

  研究者Karissa Sanbonmatsu表示,据我们所致,这是除了部分结构外,首次对长链非编码RNA(lncRNA)进行完整的三维结构研究,深入理解这些RNAs的功能或能帮助开发新型再生医学疗法来治疗因心血管疾病或机体衰老所引发的心脏疾病。文章中,研究人员利用小角度X射线散射(SAXS,small angle X-ray scattering)技术揭示了RNA分子的3-D包膜结构,在机器学习和高性能计算机的帮助下,研究人员制作出了能够装在包膜中的一种原子模型,这也是迄今为止最长的一个孤立的RNA分子(636个核苷酸)。

  研究者指出,我们的工作揭示了这些难以进行成像的RNAs是如何拥有3-D结构的,而且这些分子结构也能够帮助确定其背后的运作方式,RNA的研究就好比是勇敢的心,其能触发干细胞转化为心脏细胞。2000年当人类基因组被测序之前,研究人员认为,基因组主要包含编码蛋白质的指令,如今科学家们惊讶地发现,仅有不到10%的基因组会编码产生蛋白质。

  从那时开始,其它90%的基因组信息就被认为是垃圾DNA或基因组暗物质,最初研究人员推测,RNA的主要目的仅仅是作为DNA的信使进行蛋白质合成的协调工作,然而,最近研究人员才发现,有超过90%的基因组都会编码一种新型且神秘的RNAs,俗称为长链非编码RNA分子(lncRNA)。

  这些RNA分子能帮助控制基因的开启或关闭,其功能失常会引发出生缺陷、自闭症、甚至某些癌症等;同时其还是成体干细胞重编程的关键,尽管这些分子组成了90%的基因组信息,但科学家们似乎并不清楚这些RNA分子的工作模式或机制,这项研究中,研究人员就进行了最大规模的RNA 3-D研究,所得到的新型3-D图像未未来研究人员进一步阐明其是如何控制基因表达的奠定了坚实的基础。