Forskere udvikler teknik til at analysere RNA-strukturer i ultrahøj definition

Forskere ved University of Nottingham har udviklet en teknik til at analysere strukturen af ​​RNA-molekyler på atomniveau med enestående præcision og hastighed, og er de første i verden til at bruge metoden til at undersøge strukturelle ændringer i RNA, når en celle bliver inficeret med HIV .

Resultaterne, som er offentliggjort i Nature Communications , kunne have vidtrækkende konsekvenser for behandlingen af ​​forskellige sygdomme, hvor RNA spiller en afgørende rolle, og for udvikling af terapeutiske midler såsom mRNA-vacciner.

RNA, en nær fætter til DNA, spiller en afgørende rolle i forskellige biologiske processer, fra proteinsyntese til genregulering. Men i modsætning til DNA'ets velkendte dobbelthelix-struktur, foldes RNA til komplekse former, som er utroligt svære at analysere ved hjælp af traditionelle teknikker.

Det er her, Nottingham-teamet, ledet af Dr. Aditi Borkar, adjunkt i molekylær biokemi og biofysik ved School of Veterinary Medicine and Science, har opnået en transformativ bedrift.

Dr. Borkar udviklede en kraftfuld metode, der kombinerer en banebrydende massespektrometri-teknologi kaldet kryogen OrbiSIMS – en unik billeddannelsesevne fra universitetet med avanceret beregningsmodellering og automatisering. Denne kombination gjorde det muligt for teamet at analysere attomol-mængder af RNA'er og bestemme deres 3D-strukturer på niveau med industristandarder i løbet af få dage.

Denne innovative tilgang lover betydelige fremskridt i omfanget, nøjagtigheden og hastigheden af ​​RNA-strukturbiologi og vil fremskynde udviklingen af ​​RNA-baserede terapier.

Dr. Borkar sagde, "RNA'er er et af de sværeste molekyler at studere via strukturel biologi. OrbiSIMS er mindst 1.000 gange mere følsomt til at studere RNA'er sammenlignet med andre strukturelle teknikker, der typisk anvendes i vores felt.

"Med vores OrbiSIMS guidede pipeline kan vi nu bestemme RNA-strukturer i løbet af få dage i stedet for måneder. Denne utrolige følsomhed og hastighed vil nu hjælpe os med at studere tidligere vanskelige mål inden for snævre tidsrammer for lægemiddeludvikling."

OrbiSIMS-instrumentet er udviklet på National Physical Laboratory, UK i samråd med GSK. Nottingham var det første universitet i verden, der ejede og drev OrbiSIMS-instrumentet.

Flere oplysninger: Shannon Ward et al., Integrering af cryo-OrbiSIMS med beregningsmodellering og metadynamiske simuleringer forbedrer forudsigelse af RNA-struktur ved atomopløsning, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48694-3

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af University of Nottingham