研究生马修Verosloff当他在河边倾斜他的身体时，一只手臂悬挂在河边。他的自由臂与试管伸出杆，以收集水样。他在哥斯达黎加逃离了芝加哥的寒冷寒冷。这是阳光明媚的，这是温暖的，他应该在度假，但他的实验室工作以某种方式跟随他的距离。一个图纸设备的盒子躺在附近的地面上，附近包含用于测试水质的工具。

哥斯达黎加的卡塔哥的水不安全，特别是多年来一直不安全。它含有太多的氟化物，会损坏牙齿和骨头。这种效应被称为氟中毒。在美国，我们很少有时间去担心这种可能性，因为我们的情况正好相反:在我们的自来水中添加氟化物，据说是为了改善我们的牙齿卫生。在卡塔哥，Verosloff正在用实验室设计的生物工具测试水质朱利叶斯挚来检测www.18luck.inf和报告水中的污染物。这些工具被恰如其分地命名为生物传感器。它们作为一种生物反应存在于一个试管中，只需要一滴水就可以激活。它们便宜、快速、易于使用，拉克斯实验室设计了一种用于检测不安全的氟化物含量。

Verosloff从河里加入一滴水到试管中。不到一个小时，反应就会对水中的氟化物产生反应，变成黄色。

测试工作。

这些反应使用的创新成分是称为RNA的生物分子。虽然DNA的四个构建块分子连接成两个单独的长股，但是像扭曲的拉链一样，RNA仅由这些股线中的一种。代替DNA形式的有组织和可预测的扭曲，单链RNA具有柔韧性折叠成更难以预测的结构的复杂缠结。一些RNA可以折叠成核糖开关的结构：RNA（代表核糖核酸）和“-Switch”，因为它可以打开或关闭基因。结构折叠的方式创造了一个口袋，这是特定分子适合的完美匹配。氟化物生物传感器使用拟合氟分子形状的riboswitch。

然后有“切换”部分。

生物学在细菌中将这种riboswitch进化为防御机制。当细菌中有氟化物时，它适合它匹配的riboswitch结构。一旦它配合，RNA就会通过“切换”在基因上进行响应。具体而言，它切换对控制细菌泵泵的基因。其他运气实验室的其他成员，亚当银人和沃尔特Thavarajah他们从生物学中借用了这种RNA，并做了一个小小的调整。他们没有启动氟化物泵的基因，而是工程氟化物核糖体开启基因，产生黄色蛋白质。当你看到黄色的时候，核糖体开关已经感觉到并对氟化物做出了反应。

开发利用核糖开关在实验室之外应用的工具是令人兴奋的进展，但仍有很多有待了解。除了氟化物核糖开关外，还有遍布细菌各处的天然核糖开关。它们中有多少能起作用，比如它们如何通过折叠来感知特定的分子，以及它们如何开启基因，在很多方面仍然是个谜。

在美国西北大学(Northwestern University)的拉克斯实验室(Lucks www.18luck.inflab)熟悉的围墙内我自己的研究，我试图理解核糖开关工作的特性。它们复杂的结构和折叠方式可能会让你觉得它们是一团乱麻，就像你从口袋里拿出耳机时打结的样子。但随着我们研究的深入，我们意识到它们远不像最初看起来那样混乱和随机。RNA的折叠是有顺序的，某种潜在的模式，生物学花了数百万年的时间进化来完成它需要做的事情。在这个过程中，我们了解到的关于如何设计基于rna的生物传感器的细节也是我们正在拼凑的小拼图，以揭示生物学中这种模式是如何工作的更大的图景。我们可以从这一知识中学习，尝试设计更好、更多功能的RNA生物传感器，以探测氟之外的东西。

除了收集水样，拉克斯实验室通常以可预测的方式进行我们的日常活动。我们来到实验室，戴上手套，拿上移液管，开始下一个项目。弄清楚一个新的核糖开关是如何工作的?设计一个新的生物传感器?一切都始于一管RNA。