我们常说DNA是“蓝图”RNA是“信使”。但RNA远不止是传递信息的被动中介。在细胞内RNA通过复杂折叠形成特定三维结构决定它们如何与其他分子互作、如何执行功能。长链非编码RNAlncRNA不编码蛋白质却能在基因调控、基因组稳定性维持等过程中发挥关键作用。但一个根本问题长期困扰科学家这些长达数千核苷酸的RNA分子在细胞内到底如何折叠远端功能元件是否在三维空间中相互靠近传统方法如交联-测序可告诉我们RNA哪些区域“有可能”互作但只能提供大量细胞的平均信息无法在单个细胞中“看到”两个远端区域是否真的在空间上靠近。RNA-PLARNA邻位连接实验应运而生。 它像一台细胞内的“距离探测器”能以单分子分辨率、在原位告诉我们RNA上两个远隔千里的区域是否在三维空间中“握手”了。01 RNA-PLA是什么PLA邻位连接实验最早用于检测蛋白质互作。核心原理很简单如果两个分子或同一分子上的两个区域在空间上非常接近 40纳米就把附在上面的寡核苷酸“缝”在一起再滚环扩增产生荧光信号。一个点代表一次邻近事件。RNA-PLA关键元件1两对RNA探针DNA寡核苷酸能分别结合目标RNA的两个不同区域末端带抗体标签2一对辅助抗体识别探针标签各偶联一条短寡核苷酸接头3连接酶只有当两条接头靠近时才连接成环4滚环扩增RCAPhi29聚合酶以环化DNA为模板产生长链重复序列5荧光探针与扩增产物杂交显色。信号产生的核心条件两个靶区域必须空间上足够近 40 nm否则连接酶无法将两端接头连接也就无信号。因此RNA-PLA提供的是空间邻近性的直接证据而非平均水平的“可能互作”。02 案例NORAD lncRNA的RNA-PLA验证2025年《Nature Structural Molecular Biology》发表的研究中科学家通过COMRADES测序发现NORAD lncRNA上远隔约2700个核苷酸的PRE1和PRE10区域可能存在空间互作。但测序结果只是群体平均需要用RNA-PLA在单细胞中原位验证。实验设计1测试组靶向PRE1和PRE10线性距离~2700 nt预测空间靠近、PRE2和PRE82阴性对照靶向PRE10和NORAD的3末端预测无互作3阳性对照间距50 nt的探针对确保实验可行。结果1PRE1与PRE10之间检测到显著荧光点证实两者确实空间靠近2PRE2与PRE8也有较弱但显著的信号3阴性对照无明显信号证明互作特异性。图 RNA-PLA明了NORAD RNA上两个远距离的PRE区域确实能在空间上相互靠近(FARBEROV et al., 2025)。这就把测序得到的“可能互作”升级成了“确实靠近”的直接可视化证据。RNA-PLA让研究人员首次能在单个细胞中原位可视化RNA的空间折叠为理解lncRNA如何通过三维结构实现功能提供了关键工具。正如本文案例所示它不仅能验证测序发现还能揭示RNA分子如何在细胞内“折纸”般将远端功能元件聚集在一起从而高效发挥作用。这项技术打开了RNA生物学研究的新维度——从序列到结构从平均到单细胞从推测到可视化。参考文献FARBEROV S, ZIV O, LAU J Y, et al. Structural features within the NORAD long noncoding RNA underlie efficient repression of Pumilio activity[J].Nature Structural Molecular Biology,2025, 32(2): 287-299. DOI: 10.1038/s41594-024-01393-5.