推荐一篇JACS的文章，“Time-Resolved, Single-Molecule, Correlated Chemical Probing of RNA”。通讯作者是北卡罗来纳大学教堂山分校化学系的Kevin M. Weeks，其课题组主要从事于利用化学探针等手段来揭示RNA的三维结构，并探究其在细胞和病毒中的功能。

      复杂的具有多级结构的RNA在基因表达和调控方的各个方面发挥着关键作用。此前，本文作者发展了一种名为RING-MaP（RNA interaction groups analyzed by mutational profiling）的技术，能够通过空间的相互作用网络来确定RNA的三级结构。RING-MaP策略首先利用特定的化学小分子对RNA产生高核酸率的修饰，NA中具有空间相互作用的核苷酸具有相关的化学反应性，这被称之为“呼吸”机制，即瞬间、动态的相互作用使得RNA核苷酸具有瞬间的可及性被特定的小分子修饰。因此就可以通过修饰的情况来“看”到RNA核苷酸之间的空间相互作用，从而获取RNA的三级结构.“看”到核苷酸的修饰情况则通过逆转录反应实现，在逆转录过程中，小分子的化学加合物即核苷酸的修饰会引起模板的碱基错配，因此对样品进行大规模的平行测序就可以获取RNA的结构信息。

     此前，RING-MaP策略都是使用硫酸二甲酯（DMS）对核苷酸进行修饰，但是DMS与RNA的反应较慢，反应的半衰期是12分钟左右，这就使得无法用这方法观察到更具有时间分辨率的、目的RNA的动态折叠情况。因此，作者打算寻找一种化学小分子，和DMS一样可以对RNA进行高核苷酸率的修饰用于RING-MaP策略，同时具有更快的反应性。三甲基氧鎓四氟硼酸（TMO）具有高水溶解性，能对RNA产生烷基化并存在水解自猝灭反应，且其半衰期为7.5 s，反应速度比DMS快90倍，可能符合作者的要求。接下来，作者使用DMS和TMO对一个具有复杂二级和三级结构的RNA RNase P的催化结构域的结构进行检测。发现，DMS和TMO均能够与4种RNA的核苷酸反应，且在RNase P二级结构上产生的反应是高度相关的，由此得到的RNase P结构模型也是高度一致的。

       随后，作者将TMO用于具有时间分辨率的RNA折叠过程的检测。主要对加入Mg²⁺后RNaseP折叠的动态变化进行观测。发现在加入Mg²⁺后，RNase P快速形成三级的L5.1−L15.1 loop-loop相互作用，这一作用随后驱动RNA其他二级和三级结构的折叠，随后，作者通过关键碱基的突变进一步证实了这一推测。RNA的折叠被广泛认为是层次化的，即碱基配对的二级结构独立于且先于高阶的三级结构的形成，本文的发现则不属于这一范畴。

      综上，本文报道的TMO可以进行单分子、时间分辨的RNA结构探测，有望揭示广泛的RNA动态折叠过程和相关原理。

本文作者：CXM

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c06221

原文引用：DOI: 10.1021/jacs.0c06221

责任编辑：LZH