Single-molecule fluorescence analysis of the temperature dependent structure and dynamics of an RNA thermometer: consequences for its molecular function

RNA 温度计的温度依赖性结构和动力学的单分子荧光分析:对其分子功能的影响

基本信息

项目摘要

Single molecule fluorescence spectroscopy with multiparameter detection has proven to be valuable tool for resolving static and dynamic heterogeneity of an ensemble. The main goal of this project is the investigation of the three-dimensional architecture and temporal dynamics of two RNA thermometers (full-length ROSE and fourU) using quantitative fluorescence resonance energy transfer (FRET) measurements. To exploit the full capabilities of these FRET studies, we establish tools for RNA structure prediction by comparative modelling using restraints derived from experimental data. Chemically synthesized RNAs will be used In the planned studies, which are specifically fluorescently labeled using custom designed dye linkers. The focus of this project is elucidating its Mg2+- and temperature-dependent conformational dynamics and structural transitions. All known RNA thermometers are cis-acting modulators that control translation initiation by masking the Shine Dalgarno (SD) sequence at low temperatures. Their architecture involves several stem loops and junction loops, whereby the temperature sensitive SD element is located in one helix arm. The overall thermometer structure and the function of the other helices are unclear so far, so that we want to establish a mechanistic knowledge between its 3D architecture and biological function.
单分子荧光光谱多参数检测已被证明是解决静态和动态异质性的系综有价值的工具。该项目的主要目标是调查的三维结构和时间动态的两个RNA温度计(全长ROSE和fourU)使用定量荧光共振能量转移(FRET)测量。为了充分利用这些FRET研究的能力,我们建立了RNA结构预测的工具,通过比较建模,使用来自实验数据的限制。在计划的研究中将使用化学合成的RNA,其使用定制设计的染料接头进行特异性荧光标记。该项目的重点是阐明其Mg 2+和温度依赖性的构象动力学和结构转变。所有已知的RNA温度计都是顺式作用调节剂,其通过在低温下掩蔽Shine Dalgarno(SD)序列来控制翻译起始。它们的结构包括几个茎环和结环,其中温度敏感SD元件位于一个螺旋臂中。到目前为止,温度计的整体结构和其他螺旋的功能尚不清楚,因此我们希望建立其3D结构和生物功能之间的机理知识。

项目成果

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