密歇根大學的生物物理學家Hashim Al-Hashimi及同事們在新研究中發現了最小最快的已知RNA分子開關。研究人員表示這些罕見的稍縱即逝的結構是開發新的抗病毒和抗菌藥物的最佳靶點。相關論文發表在10月7日的《自然》（Nature）雜志上。

曾經一度被認為只能儲存和傳遞遺傳信息，現在已知RNA可稱得上是一把細胞中的瑞士軍刀，執行著各種各樣的任務，可轉變為各種形狀。

在過去的十年里，研究人員已經確定了我們細胞中的大部分DNA都是用于生成RNA分子，RNA在調控基因表達中起至關重要的作用，且這些大分子可充當開關檢測細胞信號，隨后改變形狀對細胞內的其他生物分子傳送適當的反應。

盡管RNA的開關功能得到了很好地證實，在新研究中密西根大學的Al-Hashimi及同事卻發現了相比于其他已知RNA開關類型顯著更小、速度快幾個數量級的一類新開關。

Al-Hashimi將利用他實驗室開發的一項新成像技術檢測到的這些短暫的結構稱之為微開關（micro-switches）。

Al-Hashimi 說：“我們最終能夠放大這些僅一瞬間存在然后便消失的罕見的其他形式的RNA。由于它們只在大約1%的時間即一微妙到一毫秒內存在，所以難于看見這些東西。”

在生物學中，分子的三維形狀決定了其特性，并影響其功能。單鏈RNA分子可以作為長鏈維持伸展狀態或是折疊形成具有分支、梯狀臂的復雜環。

密歇根大學的研究人員所描述的微開關涉及將RNA結構暫時地局部改變為稱作激發態的替代形式。這種結構改變是一種開關：形狀轉換向細胞的其他部分傳送生物信號。

Al-Hashimi說：“這些激發態對應具有生物學功能的罕見替代形式。這些替代形式具有獨特的結構和化學特性能夠使它們成為供藥物附著的大分子。從某種意義上說，它們提供了一個全新層次的藥物靶點。”

在這篇Nature文章中，密歇根大學的研究人員看到了三種類型RNA分子中的短暫結構改變。兩種RNA來自HIV病毒，已知在病毒復制中起關鍵作用。第三種參與了核糖體內的質量控制。

所有這三種RNA新發現的激發態為開發出可以干擾HIV復制的抗病毒藥物和可以干擾細菌核糖體中蛋白質組裝的抗生素等藥物提供了潛在的靶點。

Al-Hashimi說多年來這些微小RNA開關存在的證據不斷增加，然而由于它們太小太短暫難于被常規的成像技術捕獲，直到現在也無法對它們進行檢測。

為了生成他們的研究發現，研究小組采用了一種改良形式的核磁共振譜學，并結合一種陷阱捕獲短暫RNA結構的策略。在去年他們發表于Nature雜志的一篇研究報道中，研究人員采用了相似的NMR技術捕捉了在DNA雙螺旋中堿基來回滾動的罕見狀況。

近年來，Al-Hashimi還和同事們利用核磁共振構建出“nanovideos”揭示了RNA分子如何在三維中改變形狀——旋轉、彎曲以及它們結構接頭的轉動。