综述：RNA-蛋白质相互作用与RNA结构在基因调控中的相互作用

本综述系统探讨了细胞中RNA-蛋白质相互作用（RBP）与RNA结构（如二级/三级结构）的动态互作机制及其在基因调控中的核心作用。作者重点介绍了CLIP、SHAPE-MaP、RIC-seq等前沿技术，揭示了RNA结构如何调控RBP结合（如pri-miRNA加工、翻译起始），并讨论了其在癌症、神经退行性疾病中的病理意义及靶向RNA结构（如小分子药物、RNA适配体）的治疗前景。

RNA结构与RNA-蛋白质相互作用的动态调控机制

细胞中的RNA并非简单的线性单链分子，而是通过分子内和分子间碱基配对形成复杂的二级和三级结构。同时，RNA与蛋白质结合形成核糖核蛋白复合物（RNP），成为RNA功能执行的基本单元。近年来的高通量测序技术（如CLIP、SHAPE-MaP等）使得在细胞水平系统解析RNA-蛋白质相互作用和RNA结构成为可能，尽管直接测定细胞内RNP结构仍面临挑战。

细胞RNA-蛋白质相互作用的研究方法

紫外交联免疫沉淀（CLIP）技术通过紫外光诱导RNA与蛋白质间形成共价键，结合高通量测序，可在转录组范围精确映射RNA结合蛋白（RBP）的结合位点。其变体如PAR-CLIP使用4-硫尿苷（4SU）等光活化核苷增强交联效率，并通过逆转录突变标识结合位点。亚细胞定位研究则通过Fractionation iCLIP或邻近标记技术（如APEX2）实现。此外，编辑酶融合技术（TRIBE/STAMP）通过引入特异性突变标记RBP结合位点。

RNA中心的方法如RNA相互作用组捕获（RIC）通过寡核苷酸探针或点击化学（如RICK）富集特定RNA结合的蛋白质组，拓展了RNA结合蛋白组的范围。然而，这些方法仍受限于交联效率低、样本量需求大以及难以解析双链RNA区域的相互作用。

细胞RNA二级结构的化学探测

选择性2′-羟基酰化分析（SHAPE）通过2′-OH的反应性定量检测RNA局部结构的灵活性。试剂如NAI、1M7等可修饰未配对核苷酸，通过逆转录终止或突变位点标识结构信息。icSHAPE、SHAPE-MaP等技术结合高通量测序，可在全转录组范围解析RNA二级结构。纳米孔测序技术（NanoSHAPE、Nano-DMS-MaP）进一步实现对全长转录本结构的解析。此外，DMS-seq可探测新生RNA的结构动态（如CoSTseq）。

RNA三级结构的研究方法

RNA三级结构涉及分子内/间RNA-RNA相互作用、RNA-蛋白质及蛋白质-蛋白质相互作用。RIC-seq通过甲醛交联捕获RNA-RNA互作，PARIS则利用可逆交联剂psoralen（AMT）解析双链RNA片段，从而构建RNA高级结构模型。KARR-seq通过可调大小的交联剂探测不同距离的RNA相互作用。单分子结构解析技术（DANCE-MaP）通过最大似然策略解卷积RNA构象集合，揭示动态结构变化。

功能互作在基因调控中的体现

微小RNA加工中的结构-RBP互作

MicroRNA前体（pri-miRNA）形成茎环结构，被Microprocessor复合物（Drosha-DGCR8）加工。hnRNP A1通过结合pri-miR-18a末端环区的UAG基序，诱导构象变化促进Drosha切割。单核苷酸突变（如pri-miR-30c-1的G>A）可通过改变结构暴露SRSF3结合位点（CNNC motif），增强miRNA成熟。SRSF3结合miR-17-92簇的多个位点，通过RS结构域介导的相互作用调控全局结构，促进簇内miRNA（如miR-17、miR-20a）的加工。

转录与翻译中的结构调控

7SK snRNA通过构象切换（allosteric switch）调控转录延伸因子P-TEFb的结合与释放，影响转录活性。DANCE-MaP揭示其存在两种主要构象状态，响应细胞信号动态平衡。在翻译层面，RBM42通过结合MYC mRNA 5′-UTR特定环区，诱导结构重排促进翻译起始，缺失导致结构闭合和翻译抑制。

靶向RNA结构的药物研发

RNA结构为药物设计提供新靶点。eIF4A抑制剂zotatifin通过干扰AR和HIF1A mRNA 5′-UTR结构抑制翻译，在去势抵抗性前列腺癌中显示治疗潜力。小分子（如quercetin）可 disrupt HuR与pri-miR-7-1的相互作用，调控miR-7水平以靶向α-突触核蛋白（帕金森病）。RNA适配体通过SELEX或计算设计靶向疾病相关蛋白，在癌症和神经退行性疾病中作为治疗或诊断工具。

结论与展望

尽管AlphaFold推动了蛋白质结构预测，RNA结构预测仍面临动态性、细胞环境复杂性等挑战。整合高通量数据（如CLIP、SHAPE）与生化、结构生物学技术（如cryoEM）正逐步揭示RNP的动态构象。靶向RNA结构-蛋白质界面（如小分子、适配体）为治疗癌症、感染性疾病、神经退行性疾病提供新策略。未来需发展时间分辨、单细胞/体内技术以解析动态RNP，并拓展至生理和病理语境下的应用。