Nature子刊：清华大学张强锋团队开发RNA二级结构探测新技术

2021

06/10

生物世界

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该研究工作将icSHAPE-MaP与免疫共沉淀相结合应用于刻画Dicer结合底物的二级结构图谱

RNA结构是RNA的调控与功能的基础。过去科学家们使用X-ray晶体衍射、NMR、冷冻电镜等生物物理的手段，解析了许多RNA三维结构，揭示了RNA发挥不同功能的结构基础。

随着二代测序技术的发展，研究者结合化学修饰与高通量测序开发了许多高通量探测全转录组RNA二级结构的技术，并应用于RNA结构与RNA相关调控的功能研究中，揭示出RNA结构在转录后调控中的广泛作用。

清华大学生命中心张强锋课题组一直致力于RNA结构的研究，将RNA结构探测技术应用于不同亚细胞空间定位（Sun et al., 2019）、早期胚胎发育不同时期（Shi et al., 2020） RNA结构图谱的刻画以及寨卡病毒（Li et al., 2018）、新冠病毒（Sun et al., 2021） RNA基因组结构的解析。

然而目前已有的高通量探测RNA二级结构技术捕获的RNA结构信息并不完整。由于现有的技术依赖于逆转录终止位点获得结构信息，因此RNA 3'末端的结构信息发生缺失。

2021年6月7日，清华大学生命学院 张强锋 团队等在 Nature Communications 期刊在线发表了题为： RNA structure probing reveals the structural basis of Dicer binding and cleavage （对RNA结构的探测揭示了Dicer对底物的结合及切割的结构基础）的研究论文。

张强锋课题组开发了基于逆转录突变的探测全长RNA二级结构的技术— icSHAPE-MaP ，可以获得片段较短的RNA （例如pre-miRNA）或者RNA功能元件（通常片段较短）的完整结构信息。

该研究工作将icSHAPE-MaP与免疫共沉淀相结合应用于刻画Dicer结合底物的二级结构图谱；优化了miRbase数据库中pre-miRNA的二级结构模型；发现Dicer对于不同结构类型的底物具有结合与切割的偏好性；并使用icSHAPE-MaP得到的结构信息为约束对pre-miRNA进行更符合生理状态的三级结构建模，发现 Dicer选择切割位点的偏好空间距离（图1b）。

图1. 基于逆转录突变的全长RNA二级结构探测技术icSHAPE-MaP（a）及其在Dicer结合底物结构图谱解析中的应用（b）。

生命中心PI、清华大学生命科学学院张强锋与美国斯坦福大学医学院Mark A. Kay教授为该文章的共同通讯作者；美国斯坦福大学医学院罗庆军博士后、清华大学生命科学学院张劲松同学、清华大学生命科学学院李盼同学为该文章的共同第一作者。该研究工作获得国家自然科学基金委、科技部重点研发计划、北京市结构生物学高精尖创新中心、生命科学联合中心等资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23607-w