选择性标记长链RNA指定位点的PLOR-2.0方法
批准号:
32071300
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
刘昱
依托单位:
学科分类:
生物学过程与代谢
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘昱
中文摘要
RNA是生物体重要的遗传信息载体,RNA结构决定其功能。RNA选择性标记是开展RNA结构生物学研究的基础,而长链RNA选择性位点标记技术是RNA研究和技术应用的瓶颈。申请者前期研发的PLOR-1.0方法成功地将同位素、荧光团、化学官能团等修饰基团标记到长链RNA指定位点上,但对核苷酸变化频率高的RNA序列标记效率低,并受限于某些RNA序列和标记位点。本项目基于前期研究工作,改进PLOR-1.0的不足,发展可靠、高效、灵活的PLOR-2.0方法,可将不同的修饰基团引入长链RNA的任意位点,并将标记范围扩大到无法转录的RNA;拟采用HPLC、MS、PAGE、NMR、X-射线衍射、稳态荧光、FRET等生物物理技术,分析PLOR-2.0对多种长链RNA的标记效率和准确性。本项目将为选择性标记长链RNA任意位点提供原创性新方法,推进RNA基础和应用研究,具有重要的科学意义和应用价值。
英文摘要
RNA is critical genetic messager in cells, whose functions are dependent on structures. Position-specific labelling is fundamentally important for obtaining structural insights, however, position-specific labelling of large RNA is still challenging, and hence restricts research and applications of RNA. PLOR-1.0 developed by us has been used to introduce isotopes, fluorophores, functional groups to specific positions at long RNA, but it is ineffective in labelling sequences with frequent nucleotide change, and it is also limited in choosing labeled RNA and positions. The project is to develop a improved method, PLOR-2.0 with reliability, efficiency and flexibility from previous study. PLOR-2.0 is capable of labelling untranscribed RNA and any position at RNA potentially. The project will apply HPLC, PAGE, MS, NMR, X-ray crystallography, steady fluorescence, FRET and other biophysical methods to detect efficiency and accuracy of PLOR-2.0 on various RNA. This project is to provide a novel method for labelling any position at long RNA, which is of great scientific significance and application value to promote the basic and applied research of RNA.
RNA在生物体中发挥重要功能,参与着细胞内各项生命活动,决定着基因表达。RNA的相关研究已成为近年来的研究热点。但由于常规方法难以高效地对长度超过200nt的RNA进行位点选择性标记,导致我们在长链RNA的研究和应用上非常受限。申请者在本项目的资助下,开发了SMRITI (Site-specific Modification of RNA via Initiation-escaped Transcription)方法,即PLOR-2.0,改进前期研发的PLOR法的不足,为位点选择性标记长链RNA提供了一种原创性方法。SMRITI法已成功将包括荧光团、天然修饰、化学官能团等超过10种修饰引入至多种RNA (71-390 nt)的内环、假结、吻合环、双链或单链等重要的结构单元中,拓展了采用smFRET、稳态荧光、HPLC等多种手段来研究RNA,为核糖开关RNA调控基因表达的分子机制以及细胞内重要的核酶在不同生物体中从低级到高级生命形式的进化轨迹提供了有价值的见解,也为基于核糖开关的生物传感器和RNA药物的潜在开发方向提供了更多思路。此外,SMRITI法可灵活地自身串联以及与PLOR联用,这有助于解决RNA研究和技术应用中所需修饰RNA样品的制备难题,对认识表观遗传修饰对RNA结构和功能的影响具有重要意义,并有望为修饰RNA在药物和疫苗的研发上创造更多机遇。. 以本项目为第一标注发表的文章有4篇,分别发表在JACS, PNAS, IJMS和eLife上。本项目执行期间,申请专利2项,目前已有一项授权。在本项目执行期间,申请人培养的学生包括已毕业的4名博士生和3名硕士生,其中3位学生获得“上海市优秀毕业生”称号。
枯草芽孢杆菌胍基核糖开关RNA调控基因表达的动态结构基础
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批准号:31872628
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:刘昱
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依托单位:
国内基金
海外基金