실시간으로 RNA 구조 판독 날짜: 2023년 2월 2일 원천: 홋카이도 대학 요약: 새로운 현미경 기술은 근위축성 측삭 경화증과의 싸움에 대한 의미와 함께 살아있는 세포에서 RNA G-4중체의 실시간 연구를 가능하게 합니다.
일반적으로 루게릭병 및 스티븐 호킹병으로 알려진 근위축성 측삭 경화증(ALS)은 신체의 근육에 대한 통제력을 점진적으로 상실하는 신경퇴행성 질환입니다. 현재 불치병이며 모든 경우의 90% 이상에서 질병의 원인을 알 수 없지만 유전적 요인과 환경적 요인이 모두 관련되어 있는 것으로 여겨집니다.
홋카이도 대학 첨단 생명 과학 학부의 Akira Kitamura 박사와 스웨덴 KTH Royal Institute of Technology의 Jerker Widengren 교수 연구 그룹은 RNA의 특징적인 구조를 감지할 수 있는 새로운 기술을 개발했습니다. 살아있는 세포에서 실시간으로. 형광 현미경 분광법을 기반으로 하는 이 기술은 Nucleic Acids Research 저널에 발표되었습니다 .
연구 제1저자인 Kitamura는 "ALS 발달에 관여하는 것으로 여겨지는 유전적 요인 중 하나는 G-quadruplex라고 불리는 4가닥 구조를 형성하는 RNA의 특정 서열"이라고 설명했습니다. "일반적으로 이러한 구조는 유전자의 발현을 조절합니다. 그러나 인간의 9번 염색체 돌연변이는 ALS를 포함한 신경퇴행성 질환에서 역할을 할 수 있는 G-4중체의 형성을 초래합니다."
질병에서 G-quadruplexes의 정확한 역할을 이해하는 데 가장 큰 장애물 중 하나는 실시간으로 살아있는 세포 내에서 G-quadruplexes의 형성과 위치를 연구하는 데 한계가 있었습니다. Kitamura와 Widengren 그룹은 기존 문제를 해결하는 간단하고 강력하며 널리 적용 가능한 기술을 개발하는 데 성공했습니다.
이 기술은 Alexa Fluor 647(AF647)이라는 시아닌 염료를 추적합니다. RNA에 표지될 때 염료의 형광 깜박임 상태는 RNA G-quadruplexes의 형성으로 변경됩니다. 그룹은 실시간으로 이 형광 점멸을 감지하기 위해 TRAST(TRAnsient STate) 모니터링이라는 현미경 기술을 사용하여 AF647 표지된 RNA를 분석했습니다.
"시각적으로 형광 강도의 시간에 따른 변화는 깜박임으로 나타납니다."라고 Kitamura는 이 기술을 설명했습니다. "TRAST에서 우리는 빛 강도 변화의 특정 패턴에 세포를 노출시키고 특정 시간 간격에 걸쳐 세포에서 RNA 결합 염료에서 방출되는 형광의 평균 강도를 측정합니다. 깜박임 특성의 변화를 측정함으로써 우리는 다음과 같은 구조를 구별할 수 있습니다. 세포 내의 RNA."
팀은 실험실 조건에서 실험을 보정하여 정확히 어떤 형광 깜박임이 RNA G-quadruplexes에 해당하는지 결정했습니다. 이 데이터에서 그들은 TRAST를 사용하여 살아있는 세포 내에서 RNA G-quadruplexes의 위치를 결정할 수 있었습니다.
이 작업은 시아닌 염료가 살아있는 세포 및 심지어 단일 세포에서 RNA G-4중체의 접힘 상태에 대한 민감한 판독 매개변수를 제공할 수 있음을 입증합니다. 이를 통해 세포 내 수준에서 실시간으로 질병의 RNA G-4중체를 연구할 수 있습니다. 그것은 또한 세포에서 단백질의 접힘 및 잘못 접힘을 연구하는 데 적용될 수 있습니다.