纳米卫星艺术渲染图。图片来源：丹麦奥尔胡斯大学
科技日报记者 张佳欣
RNA分子可以折叠成复杂的分子机器。受天然RNA机器的启发，丹麦奥尔胡斯大学研究人员开发了一种名为“RNA折纸”的方法，这使得人工设计出从单一RNA支架折叠而来的纳米结构成为可能。
发表在新一期《自然·纳米技术》上的这篇研究论文描述了如何使用RNA折纸技术来设计RNA纳米结构，这些结构由丹麦低温电子显微镜(Cryo-EM)表征。利用Cryo-EM，研究人员能微调分子设计，构建越来越复杂的纳米结构。
一个RNA圆柱体样本包含两个非常不同的形状，通过在不同的时间冻结样本，这两个形状之间会明显发生转变。研究人员实时观察到这种转变，并发现折叠转变发生在大约10小时后。研究人员发现了一种所谓的的“折叠陷阱”现象，即RNA在转录过程中被捕获，然后才被释放。
研究人员表示，折叠通常在不到一秒的时间内完成，RNA分子折叠的速度如此之慢令人惊讶。他们希望能够利用类似机制，在恰当的时间和地点为患者实施RNA疗法。
团队在哈勃空间望远镜的启发下，将RNA矩形和圆柱体结合在一起，创造了一个多域的“纳米卫星”，利用它可以探索RNA的折叠空间，并通过电子断层扫描技术确定了单个粒子的3D结构。
这种对RNA起源的研究，有助于改进用于医学和合成生物学的RNA分子的设计，未来，来自计算机科学、化学、分子生物学和微生物学的科研人员将能以更高的时间分辨率设计、模拟和测量折叠。