化学工程与生物技术系(CEB)研究人员提出一种在活细胞内组织分子的方式,并在《自然通讯》发表研究称,工程化RNA分子可在大肠杆菌(E. coli)内自组装形成无膜细胞器样结构,为更可控、更高效的生物制造提供可能。
该研究由CEB的Lorenzo Di Michele教授牵头,合作成员包括CEB的Graham Christie博士、物理系的Pietro Cicuta教授,以及东京科学研究所的Masahiro Takinoue教授。

研究团队表示,这类无膜细胞器在细菌中创造了自然不存在的“隔间”环境,使特定分子与蛋白质能够在细胞内被富集并实现操控。研究人员指出,对细胞内组织方式的控制有助于改进用于治疗和生物技术研究的合成蛋白质的生产与纯化流程。
在实验设计上,团队构建了四臂RNA“纳米星”,其组装依赖可编程的碱基配对相互作用。当这些工程化RNA在大肠杆菌中表达后,会形成类似无膜细胞器的凝聚体。研究人员通过荧光技术观察到,这些结构可随温度变化发生组装与解散,呈现与相分离过程一致的可预测、可逆行为。

研究还显示,当“纳米星”的一条臂携带适配体(用于选择性捕获蛋白质的RNA序列)时,荧光蛋白质可在细菌细胞内被浓缩到上述细胞器样结构中。
Di Michele表示,这项工作展示了利用RNA纳米技术在细菌中构建原本不存在的合成细胞器的可能性,并称其对生物制造应用具有潜在价值,包括用于生产与纯化在治疗和生物技术研究等领域有用途的合成蛋白质。
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