1970年，科学家发现了mrna的5’端结构——帽子结构（m7gpppn），它一方面保护mrna使其具有稳定性，另外一方面，5′端帽子还是前体mrna剪接、多聚腺苷酸化及和核输出的标识符。同时，mrna的5′端帽子结构如果出现异常，将会引起细胞发生抗病毒反应。因此，rna加帽和mrna的扩增，促进了mrna的大规模生产，mrna疫苗成为可能。
一、mrna加帽原理
真核生物mrna加帽需要在tpase、gtase、n7 mtase等酶的参与下合成帽子结构，原理如下：
（1）rna三磷酸酶（tpase）从5’-三磷酸中去除 γ-磷酸，生成 5’-二磷酸 rna
pppn1(p)n.-oh(3')→ ppni(pn)x-oh(3')+pi
（2）rna 鸟苷酸转移酶（gtase）通过赖氨酸-gmp 共价中间体将 gmp 基团从 gtp 转移到 5’-二磷酸
ppn1(pn)x-oh(3')+gtp→g(5')ppp(5')n1(pn)x-oh(3')+ppi
（3）嘌呤-n7 甲基转移酶（鸟嘌ling-n7 mtase）在鸟嘌ling帽的n7胺上添加一个甲基，形成基本帽结构（cap0）
g(5')ppp(5')n1(pn)x-oh(3')+adomet → m7g(5')ppp(5')n1(pn)x-oh(3')+ adohyc
（4）m7g 特异性 2’o-甲基转移酶（mrna cap 2´-o-methyltransferase）还可将核糖2’o位置的核糖核苷酸甲基化生成cap1结构
m7gpppn1(pn)x-oh(3')+adomet → m7gppp[m3'-o]n1(pn)x-oh(3')+ adohyc
cap 0 rna cap 1 rna
二、rna加帽酶的应用
1. 促进靶蛋白的表达
mrna是蛋白质合成的模板，因此，将mrna导入细胞，促进胞内蛋白的表达。
2. 促进cap0/cap1的rna合成
根据上述mrna的加帽原理，合成cap0/cap1结构的mrna。
3. 合成mrna疫苗
只要获取致病因子的序列，在rna加帽酶和rna自扩增技术下，合成mrna疫苗。对比于减毒疫苗，mrna疫苗不会对载体产生免疫反应；对比于dna疫苗，mrna疫苗无需转录直接翻译成蛋白质，反应时间更快、作用更有效。三、加帽方法
1. 酶法加帽
利用上述的加帽原理，即可获得cap0/cap1结构。北京百奥创新科技有限公司提供的cellscript加帽试剂盒（货号：c-sccs1710）的反应时间短，加帽效率高（接近100%），同类产品可直接交叉使用。
2. 共转录法加帽
转录起始，加入帽类似物，转录本沿着帽类似物延长，转录完成形成的mrna就具有帽子结构。