2月18日，Angewandte Chemie International Edition 在線發(fā)表了中國科學(xué)院生物物理研究所王江云研究組題為A Covalent Approach for Site-Specific RNA Labeling in Mammalian Cells 的最新研究成果。該研究通過生物酶對RNA進(jìn)行定點(diǎn)特異修飾，并利用點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)在哺乳動物細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)了人源 5S的特異性標(biāo)記，這為基于點(diǎn)擊化學(xué)的RNA核磁共振、電子自旋共振、熒光標(biāo)記和紅外檢測研究提供了有力的工具。

研究證實(shí)RNA在細(xì)胞內(nèi)具有明確的定位。與蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域已建立的成熟蛋白質(zhì)標(biāo)記和成像的方法不同，RNA檢測與標(biāo)記的發(fā)展還處于起步階段。目前已報導(dǎo)的所有RNA標(biāo)記方法，如基于MS2，RNA 適體和pumilio RNA結(jié)合序列的RNA標(biāo)記方法都是基于非共價作用，結(jié)合力比較低，這制約了科研人員對豐度較低RNA的標(biāo)記。因此發(fā)展共價標(biāo)記RNA的方法對于標(biāo)記低豐度的RNA具有十分重要的意義。

基于共價連接的RNA標(biāo)記為在RNA上只共價連接一個化學(xué)小分子，即可以實(shí)現(xiàn)對RNA的熒光成像，同時減少了對目標(biāo)RNA定位的干擾，同時共價連接相當(dāng)于親和力是無窮大，有可能對豐度極低的RNA進(jìn)行選擇性標(biāo)記并對其在活細(xì)胞中定位和成像；其次通過RNA的共價連接，可以將高效特異的光交聯(lián)探針及生物素探針引入RNA上，實(shí)現(xiàn)RNA的純化以及相互作用研究。

該研究通過具有特殊活性的修飾酶將含有炔基和疊氮等點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)基團(tuán)的小分子化合物共價連接到特定tRNA的特定位點(diǎn)，再用含有疊氮和環(huán)炔等基團(tuán)的熒光染料進(jìn)行點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了體外RNA的特異性標(biāo)記，并在哺乳動物細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)了人源5S RNA的熒光標(biāo)記。此方法的發(fā)展為科學(xué)家下一步進(jìn)行RNA的核磁共振，電子自旋共振和紅外檢測研究奠定了良好的基礎(chǔ)。該研究被Nature Methods作為亮點(diǎn)報道，稱之為“一種基于點(diǎn)擊化學(xué)可以用于對任何目標(biāo) RNA進(jìn)行共價標(biāo)記的方法”。

該研究得到科技部國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究“973”計劃、國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的資助。