研究人員發(fā)現(xiàn)兩條RNA鏈比一條鏈更堅(jiān)固

信使 RNA 或 mRNA 最近作為 Pfizer-BioNTech 和 Moderna 疫苗的重要組成部分出現(xiàn)在新聞中。無(wú)論出于何種意圖和目的，核酸看起來(lái)都像一條被切得很長(zhǎng)的 DNA 鏈。這就是所謂的單鏈 RNA (ssRNA)，它可以在整個(gè)自然界中找到。

自然界中不太常見(jiàn)的是雙鏈 RNA (dsRNA)，它有兩條鏈，類似于眾所周知的 DNA 雙螺旋。它存在于一些病毒中，但在過(guò)去的幾十年里，人們一直在開(kāi)發(fā)用于各種目的的合成 dsRNA。

盡管我們對(duì)其潛在應(yīng)用越來(lái)越熟悉，但研究人員對(duì) dsRNA 的一個(gè)關(guān)鍵特征知之甚少，即 dsRNA 如何降解——這是一個(gè)特別重要的問(wèn)題，因?yàn)槠渥钣星巴镜膽?yīng)用之一是作為一種農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)中。

圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱爾維工程學(xué)院能源、環(huán)境和化學(xué)工程助理教授 Kimberly Parker 實(shí)驗(yàn)室的研究顛覆了關(guān)于 dsRNA 化學(xué)穩(wěn)定性的常見(jiàn)假設(shè)，這些假設(shè)可能對(duì)從農(nóng)業(yè)到藥品。該實(shí)驗(yàn)室的發(fā)現(xiàn)甚至可能對(duì)我們對(duì)生命起源的理解產(chǎn)生影響。結(jié)果于今年夏天發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志上。

“從根本上說(shuō)，我們正在挑戰(zhàn)一個(gè)普遍假設(shè)，即我們對(duì) ssRNA 行為的了解可以預(yù)測(cè) dsRNA 行為，”帕克說(shuō)。

“眾所周知，RNA 不如 DNA 穩(wěn)定，”帕克說(shuō)。那是因?yàn)?RNA 結(jié)構(gòu)有一些額外的原子，這些原子會(huì)導(dǎo)致核酸自行降解成更小的片段。

但那是 ssRNA 與 DNA 的比較。ssRNA和dsRNA有什么區(qū)別?

Parker 和第一作者、Parker 實(shí)驗(yàn)室的博士生 Ke Zhang 著手研究 dsRNA 降解。研究小組發(fā)現(xiàn)，盡管 dsRNA 與 ssRNA 具有相同的基本結(jié)構(gòu)，但它的化學(xué)穩(wěn)定性明顯高于 ssRNA。即使在導(dǎo)致 ssRNA 在幾分鐘內(nèi)降解的極端惡劣的堿性 pH 條件下，dsRNA 仍然存在。

這是基礎(chǔ)科學(xué)，但它也有實(shí)際的影響。

盡管對(duì)分解 dsRNA 的過(guò)程知之甚少，但不僅研究人員，而且管理農(nóng)藥使用的環(huán)境保護(hù)局等機(jī)構(gòu)都將其視為與 ssRNA 的行為相同。

最近，dsRNA成為農(nóng)藥界的熱門話題。第一批含有 dsRNA 殺蟲(chóng)劑的基因工程作物最早可能在 2022 年種植

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