新研究，新型鏈間光交聯(lián)探針捕獲細(xì)胞內(nèi)microRNA靶點(diǎn)新技術(shù)

2024年4月28日，北京大學(xué)藥學(xué)院天然藥物及仿生藥物全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王晶研究員團(tuán)隊(duì)在國際**期刊Journal of the American Chemical Society發(fā)表了microRNA作用靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的最新研究成果：“G-clamp Heterocycle Modification Containing Interstrand Photo-Cross-Linker to Capture Intracellular MicroRNA Targets”。

miRNA是長度為18-24個(gè)核苷酸的非編碼小分子RNA，人類至少三分之一的mRNA受到miRNA的調(diào)控。其已成為調(diào)節(jié)基因表達(dá)、控制細(xì)胞命運(yùn)和分化極其重要的參與者。因此，實(shí)現(xiàn)在分子水平上鑒定miRNA的相互作用靶點(diǎn)，將為研究細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中涉及的miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供重要的線索。然而，現(xiàn)有的miRNA靶點(diǎn)鑒定的方法普遍存在純化過程繁瑣、嚴(yán)重序列偏好、準(zhǔn)確性較低、難以捕獲弱相互作用mRNA靶點(diǎn)的局限性。因此，開發(fā)無偏好且準(zhǔn)確的方法來鑒定弱miRNA-mRNA 相互作用靶點(diǎn)仍然是 miRNA 研究領(lǐng)域中存在的技術(shù)瓶頸。

針對上述瓶頸問題，王晶團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和合成了一類具有強(qiáng)互補(bǔ)配對和光交聯(lián)能力的miRNA探針，該探針含有炔基和芳基二氮丙啶（diazirine）的G-clamp修飾核苷（ARAGON）結(jié)構(gòu)。光激活共價(jià)交聯(lián)后，miRNA探針和 mRNA 靶標(biāo)之間的共價(jià)鍵可以承受苛刻的樣品處理?xiàng)l件，實(shí)現(xiàn)了捕獲miRNA-mRNA弱相互作用靶點(diǎn)的技術(shù)突破。ARAGON-miRNA探針具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1）G-clamp的引入提升了RNA雙鏈體的熱穩(wěn)定性，從而增強(qiáng)了弱miRNA-mRNA之間的相互作用；2）diazirine在光激活下形成的高反應(yīng)性卡賓，可以與各類官能團(tuán)快速共價(jià)交聯(lián)，解決了之前技術(shù)存在序列偏好性的問題。最終，該團(tuán)隊(duì)成功地在活細(xì)胞原位鑒定了miR-106a、miR-21 和 miR-101的mRNA新靶點(diǎn)，證明了ARAGON結(jié)構(gòu)具有miRNA序列普適性，有潛力實(shí)現(xiàn)任意單個(gè)miRNA對其RNA靶標(biāo)的識別。此外，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)miR-101可以通過調(diào)節(jié)肺癌H1299細(xì)胞中的GAB1蛋白的表達(dá)，促進(jìn)肺癌H1299細(xì)胞凋亡從而抑制癌細(xì)胞增殖的這一全新的調(diào)控機(jī)制。因此，ARAGON-miRNA探針提供了一種可靠且準(zhǔn)確的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)miRNA-mRNA相互作用靶點(diǎn)的鑒定，完善了目前的生物學(xué)預(yù)測方法的不足，為揭示不同miRNA涉及的細(xì)胞調(diào)節(jié)途徑提供了全新的工具。

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