人工设计PPR蛋白的组装及其对靶标RNA的特异识别研究的任务书

人工设计PPR蛋白的组装及其对靶标RNA的特异识别研究的任务书任务书题目：人工设计PPR蛋白的组装及其对靶标RNA的特异识别研究背景：PPR（PentatricoPeptideRepeat）蛋白是一类存在于植物和藻类等细胞中的RNA结合蛋白，作为RNA途径的重要调控因子，能够在RNA生物合成、修饰和降解等过程中发挥重要作用。PPR蛋白由1-30个PPR单元组成，每个PPR单元包含一个或数个40-43aa的PPR结构域，其中包括两个α螺旋，其特异位置上有六个保守的氨基酸，通过这六个位点的序列特异性作用，PPR蛋白能够特异性地识别RNA靶标，然后调控RNA的生物学性质。PPR蛋白的结构和功能具有非常高的可塑性和特异性，因此其已被广泛地应用于合成生物学和基因工程领域。在此基础上，人工合成的PPR蛋白已成为一种新型的特异性RNA识别工具，能够被用于调控RNA的生物学功能、解析RNA生物合成途径、或者用来探究RNA在疾病中的作用等。然而，PPR蛋白的合成和组装对于相关研究的成功实施起着至关重要的作用。任务：本研究旨在通过人工设计和组装PPR蛋白，在不同的组合方式下实现对靶标RNA的特异识别，并探讨PPR蛋白的不同组成方式及特异性结构域的对靶标RNA的识别效率的影响。具体任务包括：1.通过分析和比较已知的PPR蛋白序列，构建新型PPR蛋白的序列结构，并进行生物信息学基础性质分析；2.基于新的PPR蛋白序列设计合成和组装PPR蛋白；3.通过体外测试，确认不同组装方式下PPR蛋白对靶标RNA靶向识别的效率；4.通过RNA结构预测软件等实验手段，对确定的PPR-靶标RNA结合位点进行探究。要求：1.了解RNA生物学和PPR蛋白的基本原理；2.掌握基本分子生物学实验技能、构建与表达人工合成基因、组装重组蛋白等实验技能；3.掌握基本的生物信息学知识、并熟练使用相关软件进行数据处理与分析；4.能独立进行科学研究的思考和方案设计，有团队合作精神和责任意识。成果要求：本研究的成果应包括：1.新型PPR蛋白序列结构的设计与构建，以及重组蛋白的表达和组装的实验结果；2.不同组装方式下PPR蛋白对靶标RNA的结合特异性、结合亲和力和调控能力的对比测试结果；3.确定的PPR-靶标RNA的结合位点和结合能力的实验结果。4.详细的研究报告和论文，清晰明了地概述新型PPR蛋白的构建、体外测试结果及其对于RNA生物学研究的应用前景等。参考文献：1.Barkan,A.,Walker,M.,Nolasco,M.,&Johnson,D.(1994).AnuclearmutationinmaizeblockstheprocessingandtranslationofseveralchloroplastmRNAsandprovidesevidenceforthedifferentialtranslationofalternativemRNAforms.EmboJournal,13(13),3170-3181.2.Yagi,Y.,Hayashi,S.,Kobayashi,K.,Hirayama,T.,Nakamura,T.,&Obokata,J.(2013).PPRmotifsofplastidprotein-codinggenesconfertranscriptionalandpost-transcriptionalregulationofgeneexpression.PlantCell,25(3),785-801.3.Schmitz-Linneweber,C.,&Small,I.(2008).Pentatricopeptiderepeatproteins: