9月12日消息,奥地利因斯布鲁克大学有机化学研究所Ronald Micura团队与浙江大学任艾明合作,在《Nature Communications》发表研究,首次解析了荧光点亮适配体RhoBAST未结合染料及与TMR-DN等染料结合状态的分子结构,揭示其荧光激活机制。DOI:10.1038/s41467-026-75573-w。

荧光点亮适配体(FLAP)是一段短RNA序列,能结合并激活本身仅发弱荧光的小分子染料,从而在不依赖融合蛋白的情况下对RNA进行活细胞遗传标记;由于染料只在结合RNA后才点亮,背景荧光极低。Spinach、Broccoli、Mango、Pepper等系统沿此原理不断演进,而RhoBAST进一步实现了活细胞中单个RNA分子的超分辨成像。

结构解析显示,RhoBAST采用倒V形构象,将染料容纳在两个RNA环之间。染料结合时,单个RNA构建单元——鸟苷酸G38从朝内翻转为朝外,为染料腾出结合空间。结构导向突变实验结合荧光光谱、表面等离子共振(SPR)与2-氨基嘌呤动力学分析证明,这一动态翻转支撑了快速配体交换与荧光「闪烁」——后者正是超分辨成像的标志特征。

Micura指出,RNA内部如此微小的局部运动对整个系统性质至关重要:单个核苷酸的翻转实现了染料的快速交换,从而产生超分辨显微所必需的闪烁现象。该分子开关机制的阐明,为设计下一代活细胞RNA高分辨成像工具奠定了结构基础。 (来源:Phys.org)