近日北大未來技術(shù)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系陳匡時課題組基于RNA納米技術(shù)發(fā)展了一種可干擾HIV-1病毒在細(xì)胞膜上組裝的RNA納米材料。該研究成果已發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research (IF = 16.971)，題目為“Rational design of self-assembled RNA nanostructures for HIV-1 virus assembly blockade”。

在本研究中，課題組首先發(fā)現(xiàn)相較于無特定結(jié)構(gòu)的RNA寡合苷酸，Gag蛋白在細(xì)胞膜上對可形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的寡核苷酸具有更高的結(jié)合傾向性，并且該結(jié)合傾向性是不依賴于特定堿基序列的（sequence-independent）。Gag與發(fā)夾結(jié)構(gòu)RNA的相互作用可以顯著抑制HIV-1病毒顆粒產(chǎn)生。隨后，課題組將此概念引入設(shè)計可自組裝的RNA原件，將具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)RNA寡核苷酸作為基本組裝模塊，得到具有多個發(fā)夾結(jié)構(gòu)的RNA自組裝納米材料。相比于單個基本組裝模塊，該納米結(jié)構(gòu)對HIV-1病毒顆粒產(chǎn)生的抑制效果有顯著的提升。最后，通過單分子熒光原位雜交（FISH）技術(shù)同時對病毒RNA和RNA納米材料進(jìn)行成像、單分子定位顯微技術(shù)對Gag蛋白在細(xì)胞膜上的組裝平臺進(jìn)行超分辨率成像并進(jìn)行蛋白聚落分析，課題組提出了納米材料在細(xì)胞膜上抑制HIV-1病毒組裝的模型。本工作拓展了RNA自組裝納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，有望為HIV-1 病毒和其它復(fù)制過程依賴于RNA-蛋白互作的RNA病毒（如新冠病毒SARS-COV-2等）所引發(fā)的相關(guān)疾病提供新的治療思路。