化学光刻：通过选择性乙二醛笼化 mRNA 调控基因表达

内容形式：摘要译文

实现对 mRNA 功能的可预测、可调节和时间依赖性控制，将使基因表达能够受到直接调控，从而推动新型疗法和生物技术的发展。尽管已有多种利用刺激响应方式调控核酸的方法得到探索，但大多数方法仅适用于短寡核苷酸，缺乏定时释放机制，或兼具这两项局限。我们设想采用乙二醛作为笼锁试剂，开发一种互补方法。乙二醛易于与核碱基表面的脒基反应，形成稳定的双半缩胺加合物，从而直接破坏氢键。值得注意的是，这一反应很容易逆转，因此能够自发地随时间解笼，且解笼速率随温度而变化。然而，先前将这一方法应用于全长 mRNA 时，由于序列较长且加合物形成过多，在相关生理条件下无法实现重新激活。为应对这一挑战，我们开发了化学光刻方法：将较长 RNA 的部分区域与互补 DNA 杂交加以“遮蔽”，从而仅在未遮蔽区域进行选择性笼锁，避免形成过量加合物。我们提出了一种优化的乙二醛化方案，并将其应用于作为模型 mRNA 序列的 EGFP；同时通过定性和定量研究评估遮蔽效果。我们利用 EGFP 荧光监测并评估了体外选择性乙二醛化随时间调控基因表达的能力。我们证明，初始表达抑制程度及相应的活性恢复均直接取决于乙二醛化的用量和位置。我们还展示了不同的笼锁模式，其中一些模式在初始处理后可完全抑制表达，并在解笼后实现完全恢复。我们预计，这种方法将

深化对 mRNA 和基因表达机制的研究，并推动化学生物学和生物医学领域的新研究与方法的发展。

关键词：mRNA化学修饰 · 乙二醛化 · 基因表达调控 · RNA笼锁与解笼 · DNA杂交遮蔽

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.25.745787v1?rss=1