图 镜像T7 RNA聚合酶示意图及镜像核糖体RNA转录胶图

在国家自然科学基金项目（批准号：21925702、32050178）资助下，清华大学朱听教授团队在全化学合成高保真镜像T7 RNA聚合酶以及转录制备镜像RNA领域取得新进展，相关成果以“利用镜像T7转录制备镜像核糖体RNA及功能性RNA（Mirror-image T7 transcription of chirally inverted ribosomal and functional RNAs）”为题，于2022年10月28日在《科学》（Science）上发表。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm0646。

构成生命的天然核酸和蛋白质均具有手性单一的特性，已知天然核酸皆由D型核糖组成，而天然蛋白质几乎皆由L型氨基酸组成。朱听团队致力于从遗传信息中心法则出发，利用化学和生物学等多学科手段构建与天然生物分子手性相反的“镜像生物学系统”。构建镜像蛋白质翻译系统的关键在于合成镜像核糖体。其中，核糖体RNA是核糖体的结构与催化核心，其分子量约占核糖体总分子量的2/3，合成镜像核糖体的难点在于制备长度分别约为120 nt、1.5 kb及2.9 kb的镜像5S、16S及23S核糖体RNA。然而，受限于已有技术，此前能够获取的最长镜像RNA仅有120 nt，不足以实现制备长链镜像RNA的目标。为突破全化学合成对蛋白质大小的限制，研究团队利用蛋白质分割策略，将全长为883个氨基酸的T7 RNA聚合酶分割成长度分别为363、238和282个氨基酸的三个片段进行合成，并将其在体外共同复性，使其正确折叠成具有完整功能的100 kDa高保真镜像T7 RNA聚合酶，为目前已报道的最大全化学合成镜像蛋白质。同时，利用合成的镜像聚合酶转录制备出各种镜像RNA，包括镜像5S、16S及23S核糖体RNA、镜像核糖开关、镜像核酶等，并对多种镜像RNA展开稳定性研究。其中，23S核糖体RNA长度达2.9 kb，为目前已报道的最长镜像RNA（图）。

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