【Nucleic Acids Research】四篇好文简读-专题1

一

论文题目：

Theoretical basis for stabilizing messenger RNA through secondary structure design

论文摘要：

RNA水解在以信使RNA (mRNA)为基础的疫苗制造、长期存储、和体内稳定性等方面都存在关联。重新设计rna形成双链区域可以在很大程度上使尚未探索的mRNA水解减少，它保护内联切割和酶降解，同时编码相同的蛋白质。这种策略可以提供的稳定量和实现稳定的最有效算法方法，但仍然对其缺乏了解。作者提出了估算RNA抗水解稳定性的简单计算，以及一个将mRNA的平均未配对概率(AUP)与其总水解率联系起来的模型，将传统mRNA设计方法的AUP优化与更复杂的计算算法和通过Eterna平台上的OpenVaccine挑战的众包结果进行了比较发现，对Eterna的理性设计和更复杂的算法导致低AUP结构，这些设计显示了广泛的序列和结构特征的多样性，可能是翻译、生物物理大小和免疫原性所需要的。此外，它们的折叠对温度、计算机建模方法、侧翼非翻译区域的选择和靶蛋白序列的变化具有较强的稳压性。体外mRNA半衰期增加至少两倍似乎是可以实现的。

论文地址：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab764/6370252

二

论文题目：

Rapid prototyping of arbitrary 2D and 3D wireframe DNA origami 论文摘要：

线框DNA 折纸技术现在可以自顶向下自动编程，它在2D和3D中，使用了刚性的六螺旋束(6HB)或更符合的双螺旋束(DX)边和简单的线框目标几何或网格，由于这些组件具有纳米级的空间寻址能力和高度的定制性，因此在纳米级材料制造中有许多应用，但目前还没有易于使用的图形用户界面软件来部署这些算法方法在单一、独立的界面中。此外，DAEDALUS之前支持的基于3D dx的对象自上而下的序列设计被限制在离散的边长和一致的顶点角度，限制了可设计对象的范围。作者介绍了一个开源软件包ATHENA与图形用户界面，自动渲染单链DNA支架路由和短链序列的任何目标线框DNA折纸使用DX或6HB边缘，实验证明其具有可变边长和顶点的非对称dx多面体，这显著扩展了基于3D dna的可能的装配集。ATHENA还可以使用caDNAno对序列进行外部编辑，使用不对称的纳米金纳米粒子定位进行演示，并为分子动力学、oxDNA的粗粒度动力学和其他计算化学模拟方法提供原子级模型。

论文地址：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab762/6368527 代码地址：

https://github.com/lcbb/athena

三

论文题目：

AC-motif: a DNA motif containing adenine and cytosine repeat plays a role in gene regulation

论文摘要：

I-motif 或 C4 是一种四链 DNA 结构，具有在富含胞嘧啶的序列中发现的质子化胞嘧啶：胞嘧啶碱基对 (C+:C)。作者发现含有腺嘌呤和胞嘧啶重复序列的寡脱氧核苷酸在生理pH下与镁离子形成稳定的二级结构，类似于i-motif结构，并将这种结构命名为“腺嘌呤：胞嘧啶-基序（AC-基序）”。AC-motif 包含 C+:C 碱基对，在质子化腺嘌呤和胞嘧啶之间插入推定的 A+:C 碱基对。通过研究 CDKL3 启动子 (AC-motifCDKL3)（基因组中发现的 AC 基序之一）中存在的 AC 基序，作者证实 AC-基序 CDKL3 在响应镁调节 CDKL3 基因表达中具有关键作用。这进一步得到证实，缺乏 AC 基序形成的基因组编辑突变细胞系失去了这种调节作用。作者的结果证实，基因组中普遍存在的腺嘌呤 - 胞嘧啶重复序列可以形成具有非沃森-克里克碱基对的稳定的非规范二级结构，并在细胞中具有调节作用，从而扩展非规范 DNA 库。

论文链接：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab728/6362091

四

论文题目：

Small circular interfering RNAs (sciRNAs) as a potent therapeutic platform for gene-silencing

论文摘要：

小干扰RNA (siRNAs)必须经过化学修饰，才能实现由RNA干扰(RNAi)途径介导的有效的治疗性基因沉默。一些具有在代谢上稳定siRAN潜力的超RNA结构已被评估其诱导基因沉默的能力，但所有这些结构都有局限性或尚未在治疗相关的背景下进行探索。共价闭合环状RNA转录在真核生物中很流行，有潜力作为生物标志物和疾病靶点，环状RNA模拟正在被探索用于治疗。文中介绍的是小圆干扰rna (sciRNAs)的合成和贬值。作者评估了各种sciRNA在体内和体外的设计，发现在循环和脱靶效应被消除后，感觉链的代谢稳定性得到了改善。反义链的5’(E)-乙烯基膦酸酯修饰导致GalNA - sciRNAs在治疗相关剂量的体内有效。物理化学研究和基于核磁共振的结构分析，以及分子建模研究，阐明了这类具有部分双工特征的新型siRNAs与RNAi机制的相互作用。

论文链接：

https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab724/6368525