RNA 结构基序如何影响 RNA 与脂筏的相互作用？这项研究有新发现！

为探究 RNA 结构基序在 RNA 与脂筏相互作用中的作用，研究人员开展相关研究，发现其可调节亲和力，对 RNA 研究意义重大。

　　RNA，作为生命活动中的关键分子，一直以来都吸引着众多科研人员的目光。在细胞的微观世界里，RNA 不仅承担着遗传信息传递的重任，还参与了各种复杂的生命过程。细胞外囊泡，尤其是外泌体（exosomes），近年来成为了科研领域的热门话题。它们由脂质双层和膜蛋白构成，在多泡体（MVBs）的内体 compartments 中产生，能够运输核酸、蛋白质和脂质等分子，介导细胞间的信号传递。其中，外泌体运输的 RNAs 在调节生物过程中起着至关重要的作用，无论是在健康状态还是疾病状态下，都有着不可忽视的影响。例如，外泌体中的 miRNAs 可以通过旁分泌和内分泌途径，在短距离和长距离内促进细胞间的通讯，影响各种生理和病理过程。

然而，目前对于 RNA 如何选择性地加载到外泌体中的机制，科学家们还没有完全弄清楚。除了涉及蛋白质复合物的机制外，还有假说认为 RNA 分子与囊泡膜之间存在直接相互作用。在这个过程中，脂质筏（lipid rafts）作为细胞膜上富含固醇和鞘脂的微小区域，其特性被认为可能会影响囊泡的形成和 RNA 的加载。那么，RNA 的结构基序在这一过程中究竟扮演着怎样的角色呢？这成为了亟待解决的科学问题。

为了深入探究这个问题，来自波兰奥波莱大学（University of Opole）和弗罗茨瓦夫大学（University of Wroclaw）的研究人员展开了一项研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种技术方法来开展研究。首先是荧光测量技术，通过检测 RNA 与膜之间的荧光共振能量转移（FRET），来测量 RNA 与脂质体膜相互作用的解离常数（KD?）。其次，运用 Mfold 和 RNAfold 等程序对 RNA 序列进行折叠和结构基序搜索，预测 RNA 的二级结构。此外，还使用了流式细胞术，分析 RNA 与质膜的结合情况。

在研究结果方面，主要有以下发现：

1. RNA 与脂质囊泡相互作用的测量：研究人员测量了 13 种不同的 RNA 适配体和 6 种人类 T 细胞白血病病毒 1 型（HTLV - 1）的 RNA 片段与富含液态有序结构域的脂质体（RAFT liposomes）的亲和力。基于 RNA 与膜之间 FRET 的荧光测量，计算出KD?值。结果显示，不同 RNA 与 RAFT 脂质体的亲和力存在差异1。
2. RNA 适配体结构基序分析：通过 Mfold 程序预测 RNA 的二级结构，并进行相关性分析。发现KD?值与凸起（bulges）中核苷酸的数量呈较强的相关性，凸起中核苷酸数量增加会抑制 RNA 与 RAFT 膜的亲和力；同时，KD?值与顶端环（apical loop）参数呈正相关，即存在多个小顶端环有利于 RNA 与 RAFT 膜的亲和力。例如，RNA 111 具有较强的与 RAFT 膜的亲和力，其结构中含有两个小顶端环；而 RNA 20 亲和力较弱，含有较长的单链末端区域234。
3. 流式细胞术分析 RNA 适配体与质膜的结合：选取 RNA 54（强膜结合 RNA）和 RNA 24（弱膜结合 RNA）进行流式细胞术分析。结果表明，RNA 54 能与神经母细胞瘤细胞质膜中的脂质筏区域和非脂质筏区域结合，而 RNA 24 对膜没有可检测到的亲和力56。
4. 病毒 RNA 片段的结构基序分析：对 HTLV - 1 的 6 个 RNA 片段进行研究，发现顶端环处较长的双螺旋会增加 RNA 与脂质筏的亲和力78。
5. 外泌体 Y RNAs 的顶端环参数分析：分析线虫寄生虫分泌的外泌体 Y RNAs 的顶端环参数，发现含有 EXO - 基序 GGAG 的 Y RNAs（RNA class II）与不含该基序的 Y RNAs（RNA class I）相比，顶端环参数更高，表明该基序与较高的顶端环参数密切相关910。

研究结论表明，RNA 结构基序，如凸起和稳定茎上的小顶端环，是调节 RNA 与膜亲和力的潜在因素。此外，单链末端区域可能会削弱 RNA 与 RAFT 脂质体的相互作用。这些发现对于理解 RNA 在细胞内的功能以及细胞外囊泡中 RNA 的加载机制具有重要意义。同时，也为开发基于 RNA 的脂质生物传感器用于监测生物流体和废水中的病毒 RNAs 提供了理论基础。然而，研究也存在一定的局限性，如预测 RNA 结构的方法存在局限性，未能考虑非规范核苷酸碱基配对对 RNA 高级结构的影响。未来的研究可以进一步探索这些因素，以更深入地理解 RNA 与脂质膜的相互作用机制。