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为解决理解 RNA 序列如何指导功能性结构形成的问题，研究人员开展了名为转录延伸复合物展示（TECdisplay）的高通量共转录 RNA 生化分析平台的研究。结果显示该平台可准确测量 RNA 功能，为研究 RNA 介导的生化活动提供了新途径。
RNA 作为生命活动中的重要分子，能够折叠成特定结构并介导多种细胞功能。然而，目前对于 RNA 初级序列如何指导功能性结构的形成，科学界的理解还十分有限。RNA 序列、结构与功能之间的相互作用极为复杂，现有的研究方法难以同时评估数千个 RNA 序列扰动对其结构和功能的影响。为了攻克这一难题，来自美国布法罗大学（The University at Buffalo）的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。
此次研究中，研究人员开发了一种名为转录延伸复合物展示（TECdisplay）的模块化平台，用于进行高通量共转录 RNA 生化分析。该平台主要基于 RNA 依赖的 DNA 分离策略，能够同时定量分析至少一百万个 RNA 序列变体的功能。
在技术方法上，研究人员首先通过定量大肠杆菌单轮体外转录反应合成 RNA 变体文库，利用 C3-SC1 leader 序列纯化同步的 C3-SC1TECs，保证几乎所有 DNA 模板分子都能产生单一 RNA 产物。接着，根据新生 RNA 的生化活性对 TEC 文库进行分离。例如在测量转录终止效率的实验中，通过特定的分子生物学手段，依据转录是否终止将 DNA 分子分离到不同组分中。最后，将模板 DNA 转化为 Illumina 测序文库，经一系列处理后进行测序，从而确定每个变体的模板 DNA 在不同组分中的分布，以此反映新生 RNA 的功能特性。
在研究结果部分：
- 共转录 RNA 依赖的 DNA 分离策略：TECdisplay 实验包含三个关键步骤。第一步是合成 RNA 变体文库，确保 DNA 模板与转录产物的稳定关联；第二步的分离步骤具有模块化特点，可根据不同 RNA 生化活性进行调整；第三步将模板 DNA 转化为测序文库，此过程避免了传统 RNA 测序文库制备步骤可能引入的技术偏差，同时能兼容在检测中会丢失序列信息的 RNA 功能检测，体现出独特优势。
- 验证：pfl ZTP 适体假结折叠：研究人员通过重复先前对 pfl ZTP 核糖开关的分析来评估 TECdisplay 的准确性。实验结果显示，TECdisplay 的测量具有良好的可重复性，其测量的 ZMP 介导的转录抗终止反应与之前的溶液相测量结果相近。并且，通过对不同假结和终止子变体的分析，得到的结果符合预期，进一步验证了该平台的准确性。
- 系统扰动 pfl ZTP 适体折叠：研究人员对不同规模的 pfl ZTP 核糖开关变体文库进行活性分析，结果表明 TECdisplay 实验的通量可进一步提高，且增加文库复杂性不会显著影响其测量准确性。通过对大量变体的研究，能够深入剖析序列变异对核糖开关折叠的影响。
- pfl 核糖开关假结变体的差异终止活性由适体错误折叠引起：分析发现，pfl 核糖开关假结身份对 ZMP 介导的转录抗终止反应有显著影响。例如，G24 的存在会导致适体错误折叠，形成替代假结，进而影响转录终止和 ZMP 介导的抗终止反应。研究还发现，通过删除终止子发夹凸起或降低 NTP 浓度等方式，可部分补偿 G24 相关的终止缺陷。
- pfl ZTP 适体变体易发生假结错误折叠：设计特定的变体文库研究发现，一些核苷酸变异会导致转录终止缺陷，且与假结错误折叠密切相关。例如，G22 和 U24 的存在可使非天然假结形成，影响转录终止效率，而破坏这些错误折叠相关的碱基对可恢复终止效率。
- P1 不稳定导致转录终止缺陷：研究人员发现，P1 序列变异与转录终止缺陷相关，但最初的竞争螺旋模型无法解释这一现象。进一步研究表明，P1 不稳定可能是导致终止缺陷的原因，通过减缓转录速度或删除特定核苷酸等方式，可解决部分终止缺陷，说明 P1 不稳定可能通过增加假结稳定性来影响转录终止。
- P1 和 J2-1 核苷酸调节 ZMP 介导的转录抗终止反应：研究发现，P1 和 J2-1 区域的核苷酸组成会影响 ZMP 介导的转录抗终止反应。例如，对野生型假结变体中不同 43 和 46 位核苷酸序列组合的分析表明，这些核苷酸的不同组合会导致 ZMP 响应性的差异，其中 G46 可能通过稳定 P1 来增强 ZMP 响应性。
在结论与讨论部分，TECdisplay 为研究 RNA 介导的功能提供了一个强大且通用的平台，虽然它存在一定的局限性，如不是直接的生物物理测量方法，在时间分辨率和定量准确性上可能不如一些 RNA-HiTS 方法。但它不需要定制仪器，具有广泛的可及性，且在某些特定的 RNA 研究场景中具有明显优势。通过对 C. beijerinckii pfl ZTP 核糖开关的研究，揭示了 ZTP 适体错误折叠的多种途径，以及 P1 碱基对稳定性对 ZMP 响应性的重要影响。这些发现不仅加深了人们对 RNA 折叠机制的理解，也为未来开发基于 RNA 的生物传感器和化学生物学工具提供了理论基础。此外，TECdisplay 的实验策略在原理上可用于共转录体外选择，有望与其他合成核糖开关的研究方法协同发展，为 RNA 领域的研究开辟新的方向。
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