rna结构是rna的调控与功能的基础。过去科学家们使用x-ray晶体衍射、nmr、冷冻电镜等生物物理的手段，解析了许多rna三维结构，揭示了rna发挥不同功能的结构基础。随着二代测序技术的发展，研究者结合化学修饰与高通量测序开发了许多高通量探测全转录组rna二级结构的技术，并应用于rna结构与rna相关调控的功能研究中，揭示出rna结构在转录后调控中的广泛作用。张强锋课题组一直致力于rna结构的研究，将rna结构探测技术应用于不同亚细胞空间定位 (sun et al., 2019)、早期胚胎发育不同时期 (shi et al., 2020)rna结构图谱的刻画以及寨卡病毒 (li et al., 2018)、新冠病毒 (sun et al., 2021)rna基因组结构的解析。
然而目前已有的高通量探测rna二级结构技术捕获的rna结构信息并不完整。由于现有的技术依赖于逆转录终止位点获得结构信息，因此rna 3’末端的结构信息发生缺失。为解决这一问题，张强锋课题组开发了基于逆转录突变的探测全长rna二级结构的技术—icshape-map（图1a），可以获得片段较短的rna（例如pre-mirna）或者rna功能元件（通常片段较短）的完整结构信息。该研究工作将icshape-map与免疫共沉淀相结合应用于刻画dicer结合底物的二级结构图谱；优化了mirbase数据库中pre-mirna的二级结构模型；发现dicer对于不同结构类型的底物具有结合与切割的偏好性；并使用icshape-map得到的结构信息为约束对pre-mirna进行更符合生理状态的三级结构建模，发现 dicer选择切割位点的偏好空间距离（图1b）。
图1. 基于逆转录突变的全长rna二级结构探测技术icshape-map（a）及其在dicer结合底物结构图谱解析中的应用（b）。
该研究工作于2021年6月8日在nature communications杂志上在线发表，题为：对rna结构的探测揭示了dicer对底物的结合及切割的结构基础（rna structure probing reveals the structural basis of dicer binding and cleavage），清华大学生命科学学院张强锋副教授与美国斯坦福大学医学院mark a. kay教授为该文章的共同通讯作者；美国斯坦福大学医学院博士后罗庆军、清华大学生命科学学院博士生张劲松、李盼为该文章的共同第一作者。该研究工作获得国家自然科学基金委、科技部重点研发计划、北京市结构生物学高精尖创新中心、清华-北大生命联合中心等资助。
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