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ADAR是一類催化RNA雙鏈中腺苷(A)到次黃嘌呤(I)轉換的酶類。由于次黃嘌呤在翻譯過程中被視為鳥嘌呤(G),ADAR酶可以用于校正轉錄組中導致疾病的G-to-A突變。引導RNA(gRNA)能夠引導ADAR反應至特定位點,但需要對ADAR引導鏈進行化學修飾,以促進遞送、增加代謝穩(wěn)定性并提高編輯反應的效率和選擇性。
研究團隊合成了包含新型核糖修飾核苷類似物(4'-C-甲基腺苷)的RNA,系統(tǒng)性地分析了不同核糖修飾(如4'-C-甲基化和鎖核酸(LNA)替換)在引導鏈特定位置對ADAR反應的影響。通過高分辨率的ADAR-RNA復合物結構,研究團隊解釋了這些修飾對ADAR去氨反應機制的影響。
圖源:Nucleic Acids Research(2024),https://doi.org/10.1093/nar/gkae461
研究結果表明,ADAR反應對引導鏈中的核糖修飾高度敏感。在引導鏈的不同位置進行LNA或4'-C-甲基化修飾會強烈抑制ADAR反應。具體來說,引導鏈中第-1和-2位的LNA修飾會阻礙ADAR反應,而4'-C-甲基化修飾僅在第-2位會產生抑制作用。
這些發(fā)現(xiàn)通過高分辨率的ADAR-RNA復合物結構得到了合理化解釋,提供了關于ADAR去氨反應機制的新見解,并有助于設計高選擇性的ADAR引導鏈,用于化學修飾RNA的治療性編輯。
這項研究為開發(fā)新一代RNA編輯工具提供了重要的理論基礎和實驗依據(jù)。通過對ADAR引導鏈進行位點特異性化學修飾,可以顯著提高編輯的效率和選擇性,從而降低免疫原性和隨機突變風險。這不僅為疾病相關突變的校正提供了新方法,還為基因治療和精準醫(yī)療的發(fā)展開辟了新路徑。
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