納米衛星藝術渲染圖。圖片來源：丹麥奧爾胡斯大學

RNA分子可以折疊成復雜的分子機器。受天然RNA機器的啟發，丹麥奧爾胡斯大學研究人員開發了一種名為“RNA折紙”的方法，這使得人工設計出從單一RNA支架折疊而來的納米結構成為可能。

發表在新一期《自然·納米技術》上的這篇研究論文描述了如何使用RNA折紙技術來設計RNA納米結構，這些結構由丹麥低溫電子顯微鏡（Cryo-EM）表征。利用Cryo-EM，研究人員能微調分子設計，構建越來越復雜的納米結構。

一個RNA圓柱體樣本包含兩個非常不同的形狀，通過在不同的時間凍結樣本，這兩個形狀之間會明顯發生轉變。研究人員實時觀察到這種轉變，并發現折疊轉變發生在大約10小時后。研究人員發現了一種所謂的“折疊陷阱”現象，即RNA在轉錄過程中被捕獲，然后才被釋放。

研究人員表示，折疊通常在不到一秒的時間內完成，RNA分子折疊的速度如此之慢令人驚訝。他們希望能夠利用類似機制，在恰當的時間和地點為患者實施RNA療法。

團隊在哈勃空間望遠鏡的啟發下，將RNA矩形和圓柱體結合在一起，創造了一個多域的“納米衛星”，利用它可以探索RNA的折疊空間，并通過電子斷層掃描技術確定了單個粒子的3D結構。

這種對RNA起源的研究，有助于改進用于醫學和合成生物學的RNA分子的設計，未來，來自計算機科學、化學、分子生物學和微生物學的科研人員將能以更高的時間分辨率設計、模擬和測量折疊。