Estructura cryo-EM de una nanojaula de ARN natural

Área de la Ciencia:

• * Biología molecular
• * Biología estructural
• * Biología del ARN

Sus antecedentes:

• * Los ARN largos no codificantes (ARNlnc) son cruciales en los procesos biológicos, sin embargo, sus estructuras y funciones a menudo son desconocidas.
• * Se han identificado más de 20 clases de lncRNA bacterianos y fagos, pero sus funciones siguen siendo en gran medida inexploradas.
• * El gran tamaño de los lncRNA presenta desafíos para caracterizar sus determinantes estructurales.

Objetivo del estudio:

• * Determinar las estructuras de las nanojaulas de ARN naturales formadas por el ARN lnc ROOL.
• * Para aclarar el mecanismo de ensamblaje y las interacciones estabilizadoras dentro de las nanocajas de ARN ROOL.
• * Explorar el potencial de la ingeniería de nanocajas de ARN ROOL para la entrega de carga.

Principales métodos:

• * Se utilizó la crio-microscopia electrónica (cryo-EM) para determinar las estructuras de las nanocajas de ARN ROOL y los monómeros.
• * Se utilizó genómica comparativa para identificar los lncRNA en genomas bacterianos y de fagos.
• * Se emplearon técnicas de ingeniería de ARN para fusionar diferentes moléculas de ARN en ARN ROOL.

Principales resultados:

• * Las estructuras de dos nanocajas de ARN ROOL se resolvieron a una resolución de 2,9 Å, revelando un conjunto octamérico (28 nm de diámetro, 20 nm de longitud).
• * La estabilización en nanojaula implica extensas interacciones terciarias y cuaternarias, incluidas las novedosas "grapas A-menores".
• * La estructura del monómero (resolución 3,2-Å) reveló un mecanismo de intercambio de hebras y bucles de beso cuaternarios en el ensamblaje.
• * Las nanojaulas de ARN ROOL diseñadas exhibieron con éxito aptamers de ARN fusionados, ARN de transferencia o microARN como cargas exhibidas radialmente.

Conclusiones:

• * El ROOL lncRNA forma nanojaulas de ARN octamérico estables con potencial para la visualización de carga de ingeniería.
• * Los "grapas menores" identificados y el mecanismo de intercambio de cadenas proporcionan información sobre la organización estructural del ARN.
• * Las nanocajas de ARN ROOL de ingeniería representan una plataforma prometedora para el desarrollo de nuevos vehículos de entrega para aplicaciones de investigación y terapéuticas.