2025年6月16日，顶尖科学期刊《Nature》正式发表一项重大科学突破——通过冷冻电子显微镜（Cryo-EM），研究团队解析了天然RNA纳米笼的三维结构。该研究由美国麻省大学医学院RNA治疗学研究所与中国复旦大学生命科学学院等机构联合完成，详细揭示了一种名为ROOL的长链非编码RNA（lncRNA）形成的独特纳米笼结构，为RNA分子工程和精准医疗领域带来了重要启示。
研究表明，ROOL RNA在细菌和噬菌体基因组中自然存在，其结构具有惊人的复杂性与稳定性。通过2.9Å（埃）分辨率的冷冻电镜图像，科学家发现这种RNA分子通过自组装形成了八聚体纳米笼，其外观呈现直径28纳米、轴长20纳米的规则三维笼状结构。更为重要的是，该结构的内部呈现中空状态，具备装载外部分子的潜力。
ROOL纳米笼的形成依赖于RNA链之间复杂的三维和四级相互作用，例如研究首次定义并命名的“A-小沟（A-minor）钉书针”结构。这种相互作用提供了分子级别的高稳定性。此外，3.2Å分辨率的单体结构图清晰地显示，该RNA通过链交换机制以及特有的“接吻环”（kissing loops）实现了多分子间的精准组装。
更为激动人心的是，研究团队利用该结构的可编程性，将ROOL RNA与多种功能性分子结合，包括小RNA（microRNA）、tRNA以及RNA适配体（aptamer）。实验结果显示，这些融合RNA分子均成功保持了纳米笼的核心结构，且能够以径向分布的形式展示功能性负载。
这一发现不仅证明了ROOL RNA结构的强大适应性与稳定性，更为RNA纳米技术在生物医学领域的应用拓展了新可能。研究团队表示，这种天然RNA纳米笼有望成为新一代的核酸递送工具，广泛应用于癌症治疗、基因编辑及疫苗开发等领域。
该研究的主要作者之一、麻省大学RNA治疗学研究所凌晓斌博士表示：“此次研究是天然RNA结构研究的重要里程碑，它不仅揭示了lncRNA在生物系统中尚未被认知的功能，还进一步拓展了RNA在纳米结构设计和分子功能开发方面的潜力。”
联合通讯作者、复旦大学金标教授补充道：“通过国际间的密切合作，我们获得了ROOL RNA高分辨率的全景结构，这为RNA纳米技术的未来应用打开了新的大门。”
研究团队同时强调，这一结果虽然已通过严密的实验验证，但仍处于基础研究阶段。进一步的优化与开发，尤其是对其生物相容性、稳定性及免疫规避能力的深入探索，将成为推动该技术走向临床应用的关键。
长链非编码RNA（lncRNA）由于其分子大小限制，其功能及结构研究长期停滞不前。此次ROOL RNA纳米笼的发现与解析，不仅为科学家提供了探索其他天然RNA结构的全新视角，还为RNA医药工程开辟了前所未有的可能性。
这一成果昭示了RNA领域的跨时代前景。随着RNA分子工具在精准医疗、递送系统及合成生物学等领域的深入应用，ROOL RNA及其衍生纳米技术极有可能成为下一代生物工程的关键支柱。
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