近日，国际顶级学术期刊 Nature 发表了一项来自结构生物学领域的重要研究 —— Naturally ornate RNA-only complexes revealed by cryo-EM。该研究首次利用冷冻电子显微镜（Cryo-EM）解析了三种天然存在的大型复杂RNA的三维结构，揭示了无需蛋白参与即可形成精巧四级结构的RNA复合体，为我们理解RNA的结构与功能提供了全新视角。

研究背景

RNA不仅是遗传信息的载体，更在催化、生物调控等多种细胞过程扮演重要角色。然而，与蛋白质结构相比，天然RNA的高分辨率结构仍然稀缺，尤其是那些规模庞大、结构复杂的RNA分子，其空间构象一直是未知领域。这一研究填补了该领域的重要空白。

主要发现

研究团队解析了三种大型RNA复合物：

• GOLLD RNA（Giant, Ornate, Lake- and Lactobacillales-Derived）

• ROOL RNA（Rumen-Originating, Ornate, Large）

• OLE RNA（Ornate Large Extremophilic）

三者均可在无蛋白条件下形成高度稳定的同源寡聚体：

• OLE RNA 组装成二聚体结构，由贯穿两个单体的长同轴双螺旋连接。

• GOLLD RNA 与 ROOL RNA 则构建出直径超过核糖体的纯RNA纳米“笼”结构，内部为空，仅保留无序环区。

• 这些复合物通过A-minor相互作用、kissing loop结构、少见的A–A螺旋等多种分子内/分子间作用力稳定。

生物学意义

序列共变分析显示，这些RNA的分子间相互作用在进化过程中高度保守，提示这种无需蛋白辅助的大型RNA四级结构在生物体内具有重要功能。这一发现不仅拓展了我们对RNA结构生物学的理解，也为合成生物学和纳米生物技术提供了潜在的设计蓝图。

行业影响与应用前景

• 基础研究层面：该成果为探索天然RNA的多样化功能和分子装配机制提供了结构依据。

• 合成生物与纳米技术：纯RNA纳米结构的稳定性为设计新型核酸药物载体、RNA纳米材料提供了全新思路。

• 核苷酸产业启示：对RNA高级结构的深入理解，有助于推动RNA药物、mRNA疫苗以及RNA分子探针的优化设计，从原料核苷酸的选择到修饰策略均可能受益。

此次研究充分体现了前沿结构生物学技术（如Cryo-EM）在揭示复杂生物大分子结构中的独特价值，也为核苷酸领域的企业与科研机构提供了值得关注的新方向。

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