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利用二聚体玉米和甜菜根适体自组装细胞内多价 RNA 复合物。

Self-Assembly of Intracellular Multivalent RNA Complexes Using Dimeric Corn and Beetroot Aptamers.

机构信息

Department of Pharmacology, Weill Cornell Medicine, Cornell University, New York, New York 10065, United States.

Beijing Institutes of Life Science, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, P. R. China.

出版信息

J Am Chem Soc. 2022 Mar 30;144(12):5471-5477. doi: 10.1021/jacs.1c13583. Epub 2022 Mar 16.

DOI:10.1021/jacs.1c13583
PMID:35294188
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9747565/
Abstract

DNA and RNA can spontaneously self-assemble into various structures, including aggregates, complexes, and ordered structures. The self-assembly reactions cannot be genetically encoded to occur in living mammalian cells since the double-stranded nucleic acids generated by current self-assembly approaches are unstable and activate innate RNA immunity pathways. Here, we show that recently described dimeric aptamers can be used to create RNAs that self-assemble and create RNA and RNA-protein assemblies in cells. We find that incorporation of five copies of Corn, a dimeric fluorogenic RNA aptamer, into an RNA causes the RNA to form large clusters in cells, reflecting multivalent RNA-RNA interactions enabled by these RNAs. Here, we also describe a second dimeric fluorogenic aptamer, Beetroot, which shows partial sequence similarity to Corn. Both Corn and Beetroot form homodimers with themselves but do not form Corn-Beetroot heterodimers. We thus use Corn and Beetroot to encode distinct RNA-protein assemblies in the same cells. Overall, these studies provide an approach for inducing RNA self-assembly, enable multiplexing of distinct RNA assemblies in cells, and demonstrate that proteins can be recruited to RNA assemblies to genetically encode intracellular RNA-protein assemblies.

摘要

DNA 和 RNA 可以自发地自组装成各种结构,包括聚集体、复合物和有序结构。由于当前自组装方法产生的双链核酸不稳定,并激活先天 RNA 免疫途径,因此这些自组装反应不能通过遗传编码在活的哺乳动物细胞中发生。在这里,我们表明,最近描述的二聚体适体可用于创建可在细胞中自组装并形成 RNA 和 RNA-蛋白质组装的 RNA。我们发现,将 5 个拷贝的 Corn(一种二聚体荧光 RNA 适体)掺入到 RNA 中会导致 RNA 在细胞中形成大的簇,这反映了这些 RNA 所实现的多价 RNA-RNA 相互作用。在这里,我们还描述了第二个二聚体荧光适体 Beetroot,它与 Corn 具有部分序列相似性。Corn 和 Beetroot 都可以与自身形成同源二聚体,但不能形成 Corn-Beetroot 异源二聚体。因此,我们使用 Corn 和 Beetroot 在相同的细胞中编码不同的 RNA-蛋白质组装体。总体而言,这些研究提供了一种诱导 RNA 自组装的方法,能够在细胞中对不同的 RNA 组装体进行多重化,并证明蛋白质可以被招募到 RNA 组装体中,从而对细胞内的 RNA-蛋白质组装体进行遗传编码。

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