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Engineering acyclovir-induced RNA nanodevices for reversible and tunable control of aptamer function
Cell Chemical Biology ( IF 6.6 ) Pub Date : 2024-08-26 , DOI: 10.1016/j.chembiol.2024.07.017 Timo Hagen 1 , Jacob L Litke 2 , Nahian Nasir 3 , Qian Hou 4 , Samie R Jaffrey 5
Cell Chemical Biology ( IF 6.6 ) Pub Date : 2024-08-26 , DOI: 10.1016/j.chembiol.2024.07.017 Timo Hagen 1 , Jacob L Litke 2 , Nahian Nasir 3 , Qian Hou 4 , Samie R Jaffrey 5
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Small molecule-regulated RNA devices have the potential to modulate diverse aspects of cellular function, but the small molecules used to date have potential toxicities limiting their use in cells. Here we describe a method for creating drug-regulated RNA nanodevices (RNs) using acyclovir, a biologically compatible small molecule with minimal toxicity. Our modular approach involves a scaffold comprising a central F30 three-way junction, an integrated acyclovir aptamer on the input arm, and a variable effector-binding aptamer on the output arm. This design allows for the rapid engineering of acyclovir-regulated RNs, facilitating temporal, tunable, and reversible control of intracellular aptamers. We demonstrate the control of the Broccoli aptamer and the iron-responsive element (IRE) by acyclovir. Regulating the IRE with acyclovir enables precise control over iron-regulatory protein (IRP) sequestration, consequently promoting the inhibition of ferroptosis. Overall, the method described here provides a platform for transforming aptamers into acyclovir-controllable antagonists against physiologic target proteins.
中文翻译：
工程化阿昔洛韦诱导的 RNA 纳米器件，用于适配体功能的可逆和可调控制
小分子调节的 RNA 装置具有调节细胞功能不同方面的潜力，但迄今为止使用的小分子具有潜在的毒性，限制了它们在细胞中的使用。在这里，我们描述了一种使用阿昔洛韦创建药物调节的 RNA 纳米器件 （RN） 的方法，阿昔洛韦是一种毒性最小的生物相容性小分子。我们的模块化方法包括一个支架，该支架包括一个中央 F30 三向连接、输入臂上的集成阿昔洛韦适配体和输出臂上的可变效应子结合适配体。这种设计允许快速工程化阿昔洛韦调节的 RN，促进细胞内适配体的时间、可调和可逆控制。我们展示了阿昔洛韦对西兰花适配体和铁反应元件 （IRE） 的控制。用阿昔洛韦调节 IRE 可以精确控制铁调节蛋白 （IRP） 的隔离，从而促进对铁死亡的抑制。总体而言，此处描述的方法提供了一个平台，可将适配体转化为针对生理靶蛋白的阿昔洛韦可控拮抗剂。
更新日期：2024-08-26
中文翻译：
工程化阿昔洛韦诱导的 RNA 纳米器件，用于适配体功能的可逆和可调控制
小分子调节的 RNA 装置具有调节细胞功能不同方面的潜力，但迄今为止使用的小分子具有潜在的毒性，限制了它们在细胞中的使用。在这里，我们描述了一种使用阿昔洛韦创建药物调节的 RNA 纳米器件 （RN） 的方法，阿昔洛韦是一种毒性最小的生物相容性小分子。我们的模块化方法包括一个支架，该支架包括一个中央 F30 三向连接、输入臂上的集成阿昔洛韦适配体和输出臂上的可变效应子结合适配体。这种设计允许快速工程化阿昔洛韦调节的 RN，促进细胞内适配体的时间、可调和可逆控制。我们展示了阿昔洛韦对西兰花适配体和铁反应元件 （IRE） 的控制。用阿昔洛韦调节 IRE 可以精确控制铁调节蛋白 （IRP） 的隔离，从而促进对铁死亡的抑制。总体而言，此处描述的方法提供了一个平台，可将适配体转化为针对生理靶蛋白的阿昔洛韦可控拮抗剂。
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