研究发现，一些病毒“冻结”其RNA以进行复制

他们说改变需要时间。RNA的情况并非如此。这种小的生物分子就像一个总机操作员，能够每隔几毫秒改变一次形状，从而操纵体内的生物功能。毕竟，它有很多工作要做，比如将遗传信息复制到每个活细胞中并激活免疫反应

北卡罗来纳大学医学院的生物物理学家和病毒学家的一项新的多学科研究挑战了这种变形RNA的想法。微生物学和免疫学副教授Helen Lazear博士和生物化学和生物物理学教授Qi Zhang博士发现，寨卡病毒（一种蚊媒病毒）中的一种RNA基本上可以及时冷冻自己，以复制更多的RNA并进一步在体内传播

他们的发现不仅在病毒学领域引起了涟漪，也为研究人员对抗RNA病毒提供了新的弹药。他们的研究发表在《自然化学生物学》上，为可以“解冻”这些RNA结构以对抗其他蚊媒RNA病毒的新疗法铺平了道路

“我们知道寨卡病毒和相关病毒依赖于这些非常稳定的RNA结构进行复制，”Lazear说。“通过在实验室中调整这种RNA的稳定性，我们表明我们可以缩短其寿命，使病毒更难生长和传播。我们很高兴扩大我们的研究，以了解更多关于这些病毒如何导致人类疾病以及对抗它们的方法。”

一个令人惊讶的发现

张齐实验室的研究人员早在2017年就发现了这一发现，当时他们正在使用核磁共振（NMR）成像进行常规成像实验。这项技术与人类使用的MRI非常相似，它使科学家能够以惊人的原子细节可视化生物分子（如RNA、DNA和蛋白质）的形状和运动

然而，实验室成员很快意识到寨卡病毒RNA在这种结构中停留了数天，比其他类型的RNA长约一百万倍。

张和拉泽尔实验室的进一步研究表明，这种冷冻、稳定的RNA结构在病毒复制中起着重要作用。他们发现，这种特殊的结构可以有效地构建一个“分子壁”，保护病毒RNA免受宿主细胞的降解，从而增强病毒自我复制的能力

抗病毒药物和为新出现的疾病做准备

在进一步分析RNA结构及其机制后，研究人员对其优势和劣势有了更好的了解。如果研究人员能够确定RNA结构如何维持这种强大的防御，他们可能能够开发出新的疗法来破坏这种相互作用并干扰病毒的进一步复制

寨卡病毒只是世界各地蚊子和蜱传播的许多RNA病毒之一，被称为黄病毒。这些病毒包括在北卡罗来纳州发现的西尼罗河病毒。因此，研究人员正在努力开发新的有效疫苗，并在这些病毒出现之前对其进行更多的了解。Lazear说：“虽然一些黄病毒是全球疾病的重要原因，但其中一些病毒目前不会引起大规模爆发，但在未来有可能这样做。”。“了解这些病毒并拥有与它们合作的工具非常重要，这样我们就可以随时应对未来新出现的疫情。”

彻底改变科学家对RNA分子的理解

在生物化学和生物物理学领域，研究人员的大部分时间都花在分析和详细说明分子结构的形状上。了解它们的形状可以让研究人员更多地了解它们的来龙去脉，比如它们如何与受体结合，激活生化途径，或者它们在体内的作用

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在过去的十年里，该领域通过使用人工智能预测分子结构的新技术取得了巨大的飞跃。然而，张和拉泽尔实验室的最新发现为科学家在理解RNA病毒时可能需要考虑的一个全新维度：时间

“这篇论文真的改变了这个领域的范式，”张说，他也是UNC Lineberger综合癌症中心UNC RNA发现中心的联合主任。“我们需要开始了解这些RNA结构的寿命。也许在未来，我们可以使用基于人工智能的技术，不仅可以预测空间，还可以预测寿命。”张是北卡罗来纳大学生物化学与生物物理学系最近启动的一项名为RNA靶向药物探索创新（RIDE）的研究项目的负责人，也是RNA发现中心的联合主任。利用他们对RNA病毒的最新知识，张和拉泽尔将与北卡罗来纳大学教堂山分校的微生物学、病毒学和生物化学专家一起进一步探索RNA病毒的药物靶向 More information: Rhese D. Thompson et al, Lifetime of ground conformational state determines the activity of structured RNA, Nature Chemical Biology (2025). DOI: 10.1038/s41589-025-01843-1

Journal information: Nature Chemical Biology