分享一篇发表在Nature Chemistry上的文章：Structure-informed design of an ultrabright RNA-activated fluorophore，通讯作者是来自美国国家癌症研究所的John S. Schneekloth Jr教授，该课题组的研究方向是利用化学生物学方法来识别和研究与RNA结合的小分子。

在生物医学研究领域，对RNA进行可视化和追踪是一项关键任务，这有助于深入了解基因表达调控、RNA代谢以及细胞内信号转导等诸多重要生物学过程。目前发荧光的适配体已被用于多种细胞成像研究，例如多色RNA成像，单分子光谱以及传感器等。在RNA适配体中，Mango是一种表征明确的系统，它能与噻唑橙（TO）及相关染料紧密结合，例如Mango与TO-生物素衍生物的亲和力能达到纳摩尔级。Mango折叠成一种复杂的G四链体，并通过将TO荧光团限制在平面构象中来实现荧光发射。Mango II 型适配体含有一个定义明确但具有可塑性的口袋，能够以多种方式结合TO衍生物。目前，有关Mango系统的大部分工作都集中在改进适配体，或对TO荧光团进行合理修饰以改变亲和力和激发/发射性质等。

为了开发新一代高亮度、高亲和力的RNA激活荧光团，本文作者通过结构信息指导的合理设计，基于Mango系统和基于片段的高通量筛选，构建了一种超亮的RNA激活荧光探针SALAD1，显著提高探针对RNA的检测灵敏度和特异性，为RNA相关研究提供一种有力工具。

为了开发新型TO衍生荧光团，作者首先分析了Mango中配体的结合口袋，并发现配体结合口袋是疏水性的，而且对于不连接生物素的TO而言，口袋内存在一个空位，可以容纳一个单独的片段，该片段可能通过TO上的甲基基团连接，从而提高结合力。

基于片段的药物设计可以从弱但特异性强的低分子量配体快速开发出针对靶点的紧密而特异的小分子结合体。于是，作者就开发了片段微阵列来筛选有或没有TO的Mango结合配体。作者通过将片段与TO连接，产生了多种染料，其结合亲和力达到亚纳摩尔级。作者初步筛选到11个片段候选者，并利用滴定实验进行了荧光强度测定。从中作者发现F2显示出最强的的荧光，并且通过进一步的实验证明了F2与TO-Mango II 复合物的结合。

在观察到非共价结合的F2可增强TO的荧光后，作者将TO与F2及相关化合物连接，设计合成了一系列的荧光探针，并发现其中一种化合物（SALAD1）具有最好的效果，其亮度比TO1生物素提高了3.5倍。

总而言之，本文作者通过结构信息指导的合理设计，构建了一种超亮的RNA激活荧光探针，显著提高探针对RNA的检测灵敏度和特异性。

本文作者：MB

责任编辑：LZ

DOI：10.1038/s41557-025-01832-w

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41557-025-01832-w