Tornado表达系统实现RNA高水平表达和功能活性

　　RNA适配体是一种短RNA，可通过结合细胞内的分子或蛋白质调节细胞内进程。尽管RNA适配体具有潜在的应用价值，但它并没有其他RNA技术广泛应用，主要问题是它们不能高浓度表达，从而不能有效调节蛋白质功能，同时也阻碍了RNA装置，例如RNA代谢物生物传感器在哺乳动物细胞中的应用。通常，基于RNA的生物传感器是通过融合适配体来构建的，这些生物传感器在哺乳动物细胞中无法检测到荧光信号。基于以上现状，Samie R. Jaffrey团队设计了一个新的表达系统Tornado，实现了RNA适配体和基于RNA装置在哺乳动物细胞中的高水平表达和功能活性。

　　Tornado表达系统不需要任何额外的蛋白质或酶共同表达就能实现循环，快速高效，因此RNA是稳定的。基于Tornado表达的转录本包含一段RNA，两侧是扭曲的核酶。核酶迅速发生自催化裂解，末端由普遍存在的内源性RNA连接酶RtcB连接。此外，蛋白质结合的RNA适配体在其他方面对细胞的影响微乎其微，是一种强有力的抑制剂。

　　Samie R. Jaffrey团队构建的基于RNA的s-腺苷甲硫氨酸(SAM)荧光代谢物生物传感器，能够低表达线状RNA，也足够达到检测细胞内环状RNA表达SAM动力学水平。以花椰菜适配体为例，通过荧光载体DFHBI-1T染色，在与花椰菜结合后就产生荧光。通常情况下，线性RNA适配体在经过6小时的放线霉素D（actD）处理后会完全消失，因为它们会迅速降解。相反，环状RNA适配体在这一处理过程中并没有明显的变化。同时，实验数据表明，扭曲核酶自裂解的速度比优化的锤头状核酶快数百倍。因此，Tornado表达系统使RNA适配体和RNA装置成为哺乳动物细胞中操纵蛋白质和成像细胞过程的工具。