2014 年 8 月发表于 Science 的一项研究中，奥胡斯大学和加州理工的研究人员将一条 RNA 链编织成为多种复杂的结构，宣告了 RNA 折纸技术的诞生。

此后，研究人员试图利用 RNA 折纸技术生成复杂的人造 RNA 装置，这些装置在细胞中稳定，与其他生物分子（包括其他 RNA 和蛋白质）相互作用，并实现独特的应用，特别是在基因调控的背景下。

与 DNA 折纸技术有所不同，RNA 折纸需要 RNA 聚合酶的参与，大量 RNA 可以同时折叠成指定形状。另外，RNA 折纸可以在活细胞中进行，利用细胞中的酶进行生产。

(相关资料图)

RNA 折纸的设计是在计算机的帮助下完成的。设计者将 RNA 螺旋和 3D 模块结合起来，在 3D 模拟环境中组成一条链，然后通过计算机软件决定剩余的序列。研究者将这个 RNA 序列转换为 DNA，并合成相应的 DNA 链。这时 RNA 聚合酶就可以根据 DNA 序列，生成大量设计好的 RNA 结构。

其潜力巨大却也充满挑战，例如严格的性能条件和 RNA 分子的固有不稳定性。

针对以上问题，奥胡斯大学 iNANO 中心的研究人员开发了 RNA 折纸海绵 和 基于 CRISPR 的调节器 ，用于 对微生物中的酶途径进行高级遗传控制，以提高有价值的生化产品的生产。 相关论文分别为“ Synthetic Translational Regulation by Protein-Binding RNA Origami Scaffolds ”和“ Utilizing RNA origami scaffolds in Saccharomyces cerevisiae for dCas9-mediated transcriptional control ”。

第一， RNA 海绵调节细菌中酶的产生。

当在细菌中表达时，RNA 折纸用于实现对蛋白质生产水平的精确控制。自我抑制蛋白表达盒是通过在其自身基因中安装表达蛋白的强结合位点制成的。之后，用相同的蛋白质结合位点装饰的 RNA 折纸被大量表达。通过这种方式，RNA 折纸充当蛋白质海绵，将蛋白质隔离在细胞中并允许自我抑制的蛋白质表达。这一总体概念被证明 能够同时调控几种蛋白质，并开启酶途径以提高产品产量。

第二， 用于酵母化学工厂的基于 CRISPR 的调节器。

RNA 折纸被整合到引导 CRISPR-Cas9 靶向 DNA 基因组中特定序列的小 RNA 中。RNA 折纸支架装饰有能够招募转录因子的蛋白质结合位点。通过将 RNA 支架定位到启动子区域，转录因子激活了基因表达。结果表明，表达强度可以通过支架的方向和招募的转录因子的数量进行调整。最后，研究证明可以控制多酶途径以高产生产抗癌药物紫罗兰素（Violacein）。

以上两项研究均证明了 RNA 折纸是一种复杂的 RNA 设计平台，当应用于细胞环境时，它会生成用于基于合成生物学的调节的独特分子。因此，这将有助于合成生物学实现对生物过程的有力控制，进一步为各种工业、诊断和治疗应用创造设计生物体。

关键词： 成为可能