导读：你是否想过，植物体内藏有一套独特的“分子交流系统”？近期，研究人员突破了植物RNA中的假尿嘧啶（Ψ）的秘密，发现其可通过三重信号（rRNA、tRNA、mRNA）精准控制蛋白质合成，仿佛一位“指挥官”。今天，我们将揭示这一微观世界中的“智能调控”！

*Ψ是RNA中最普遍的化学修饰之一，广泛分布于rRNA、tRNA与mRNA，功能包括：稳定RNA的二级结构、调节RNA与蛋白质的相互作用、影响翻译的准确性与效率。未解之问在于，植物中Ψ的全基因组分布特征以及其在rRNA、tRNA与mRNA上的协同作用机制。Ψ修饰如何通过多层调控（核糖体功能、tRNA解码、mRNA翻译）影响植物的蛋白质合成。

文章索引：

• 标题：Quantitative RNA pseudouridine maps reveal multilayered translation control through plant tRNA, tRNA and mRNA pseudouridylation
• 发表期刊：Nat Plants
• 发表时间：2025年2月
• 作者团队：美国霍华德休斯医学研究所 何川教授团队
• 影响因子：158
• DOI：10.1038/s41477-024-01894-7

核心发现：

1. rRNA中的假尿嘧啶化能够全局控制翻译，而不同rRNA Ψ位点的作用各有不同。
2. tRNA中T臂环的Ψ其化学计量与其对应密码子的翻译效率之间存在强正相关。
3. Ψ水平与mRNA的稳定性存在负相关关系，但与拟南芥幼苗的翻译效率呈正相关。

研究结果：

（1）BID-seq揭示了rRNA中守恒的假尿嘧啶化现象。研究小组通过高精度的BID-seq技术系统地揭示了植物rRNA中Ψ修饰的进化保守性，并探讨其与核糖体功能的关系。研究发现，与核糖体活性中心相关的rRNA（如Nu-18S）中Ψ修饰在不同物种间高度保守。特定rRNA区域的保守Ψ位点显示，Ψ修饰可能在关键区域中发挥稳定结构或调节功能的作用。

（2）rRNA和tRNA的Ψ化学计量学对翻译具有调控作用，研究深入探讨了rRNA中假尿嘧啶（Ψ）修饰在不同组织中如何影响翻译效率。经过分析，作者发现在高代谢需求的组织（如花和种子）中，叶绿体rRNA的Ψ修饰比例显著提高。同时，胁迫响应组织（如根尖）中出现了新的动态Ψ位点，有可能提升翻译的保真性。

（3）植物mRNA中的Ψ位点展示了有限的物种间保护。在多个物种的mRNA样本中，发现Ψ位点几乎无跨物种保守性，这提示植物mRNA的Ψ修饰普遍缺乏进化保守性。

（4）不同组织中mRNA的Ψ修饰谱高度差异，通过BID-seq技术绘制的Ψ修饰高分辨率图谱揭示了与发育调控紧密相关的组织特异性修饰模式。

（5）Ψ与mRNA稳定性及翻译效率间的关系得到了探讨。分析表明Ψ比例高的mRNA相对不稳定，且定位于5′-UTR的Ψ位点对mRNA的不稳定性有更显著的影响。同时，Ψ修饰水平与翻译效率呈正相关，特别是含有5′-UTR Ψ位点的转录本，其翻译效率与Ψ的关系更为显著。

研究结论：本研究以单碱基分辨率的方式，为多种植物生成了Ψ图谱，结合mRNA丰度与Polysome数据，揭示了假尿嘧啶修饰对翻译效率的多层次调控机制。这项研究为植物Ψ的进一步探索提供了重要资源，强调了通过rRNA、tRNA和mRNA的假尿嘧啶化进行的普遍翻译调控。

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