文章信息
文章題目：RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding
期刊：Nature
發(fā)表時(shí)間：2025 年 6 月 25 日
主要內(nèi)容：北京大學(xué)的陳鵬團(tuán)隊(duì)和伊成器團(tuán)隊(duì)合作在 Nature 發(fā)表題為 RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding 的研究論文，通過 RNA 假尿嘧啶 Ψ 修飾的定點(diǎn)編程，首次創(chuàng)造并編碼了三個(gè) ΨCodon “密碼子”，進(jìn)一步篩選并獲得了選擇性解碼 ΨCodon 的tRNA，在蛋白質(zhì)的特點(diǎn)位點(diǎn)精準(zhǔn)插入了非天然氨基酸，從而實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)功能的操控。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09165-x
使用TransGen產(chǎn)品：
TransDetect? PCR Mycoplasma Detection Kit (FM311)
TransStart? FastPfu DNA Polymerase (AP221)
Blue Plus? V Protein Marker (10-190 kDa) (DM141)
背景介紹
若把生命比作精密運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，DNA 便是記錄生命密碼的原始代碼庫，其由 A、T、C、G 四個(gè)堿基構(gòu)成 64 組密碼子，通過 RNA 傳遞給細(xì)胞，并利用 20 種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸合成蛋白質(zhì)。盡管前人曾嘗試拓展 DNA 密碼指令，但在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中存在終止密碼子通讀等不可預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)。而 RNA 作為信息傳遞媒介，不受 DNA 復(fù)制與損傷修復(fù)等存儲(chǔ)功能約束，其含有的 170 多種化學(xué)修飾更賦予其高可塑性與功能性，科學(xué)家借此創(chuàng)造全新 “RNA 密碼子”，成功突破 64 種天然遺傳密碼的限制，改寫生命底層邏輯，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、合成生物學(xué)等領(lǐng)域開拓了新機(jī)遇。
文章概述
研究團(tuán)隊(duì)采用序列特異性的假尿苷（Ψ）修飾技術(shù)，利用向?qū)?RNA 在目標(biāo)轉(zhuǎn)錄本的 UGA 終止密碼子上引入 Ψ 修飾，成功構(gòu)建了新型人工密碼子"ΨGA"（這類修飾的終止密碼子統(tǒng)稱為 ΨCodon ），為蛋白質(zhì)的定制合成和工程改造提供了全新的編碼工具。為實(shí)現(xiàn) ΨCodon 的高效解碼，研究者基于合成酶-tRNA 的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了飽和單點(diǎn)突變文庫，并通過篩選獲得了具有高度密碼子偏好性的 tRNA 變體（ΨGA-tRNAPyl）。該 tRNA 變體在多種報(bào)告系統(tǒng)中均表現(xiàn)出對 ΨGA 的特異性識別能力，確保其解碼過程不會(huì)干擾天然 UGA 終止密碼子的正常功能。最終，通過整合 ΨGA 編碼模塊與 ΨGA-tRNAPyl 解碼模塊，研究團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了 RCE(ΨGA) 系統(tǒng)，為人工設(shè)計(jì)功能性蛋白質(zhì)開辟了新途徑。
在實(shí)現(xiàn) ΨGA 密碼子編解碼后，通過全轉(zhuǎn)錄組水平的 “PRAISE” 測序、翻譯組層面的核糖體分析技術(shù)，以及基于生物正交反應(yīng)的全蛋白質(zhì)組學(xué)分析三種組學(xué)方法，分別檢測 RCE 技術(shù)在轉(zhuǎn)錄、翻譯及蛋白質(zhì)層面的特異性：轉(zhuǎn)錄組顯示僅少量脫靶修飾且未修飾正常終止子，翻譯組表明靶向 ΨGA 密碼子有效翻譯且 UGA 通讀率低于傳統(tǒng)技術(shù)，蛋白質(zhì)組學(xué)顯示脫靶蛋白種類少且基本不干擾生物學(xué)通路。三種檢測均表明，RCE 技術(shù)通過 Ψ 修飾可實(shí)現(xiàn)序列特異性非天然氨基酸插入，顯著降低脫靶效應(yīng)。此外，研究進(jìn)一步拓展了RCE 系統(tǒng)的可用密碼子范圍。通過類似篩選 ΨGA 的 tRNA 解碼器的方法，也篩選出針對ΨAA 和 ΨAG 的特異性 tRNA 解碼器。隨后，驗(yàn)證了三種 tRNA 解碼器兩兩正交，不會(huì)通讀非其靶向的 ΨCodon，說明每種 ΨCodon 的 tRNA 解碼器均具有專一性。
在功能實(shí)驗(yàn)中，研究人員借助 RCE 系統(tǒng)精準(zhǔn)插入具斷鍵/成鍵活性的非天然氨基酸調(diào)控蛋白功能：以 Src 激酶為模型，在其催化中心插入 TCOK 構(gòu)建化學(xué)籠屏蔽突變體，外源性 Tz 觸發(fā)剪切恢復(fù)激酶活性，經(jīng)免疫印跡和磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)驗(yàn)證，證實(shí)系統(tǒng)能特異高效插入功能性非天然氨基酸；另外通過 ΨAG 解碼器在 p53 關(guān)鍵入核序列插入TCOK，實(shí)現(xiàn)其入核的時(shí)空特異性化學(xué)操控，彰顯系統(tǒng)通用性。該工作展現(xiàn)了 RCE 在精準(zhǔn)蛋白質(zhì)工程中的潛力，為合成生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究提供新工具平臺。
全式金生物產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金生物的支原體檢測試劑盒（PCR法）（FM311）、FastPfu快速高保真 DNA 聚合酶（AP221）、預(yù)染蛋白 Marker（DM141）助力本研究。產(chǎn)品自上市以來，深受客戶青睞，多次榮登知名期刊，助力科學(xué)研究。
TransDetect? PCR Mycoplasma Detection Kit (FM311)
一款通過 PCR 方法檢測培養(yǎng)細(xì)胞等生物材料中的支原體，針對支原體 16S rRNA 序列保守區(qū)域設(shè)計(jì)特異引物，特異性擴(kuò)增支原體 DNA。
產(chǎn)品特點(diǎn)
? 檢測靈敏度高、準(zhǔn)確性好。
? 特異性強(qiáng)，只擴(kuò)增支原體 DNA。
? 操作簡便，無需提取基因組 DNA。
? 配有陽性對照與陰性對照，保證PCR檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
TransStart? FastPfu DNA Polymerase (AP221)
一款用于快速 PCR 的熱啟動(dòng)高保真 DNA 聚合酶，特異性好，擴(kuò)增效率高，擴(kuò)增速度快。
產(chǎn)品特點(diǎn)
? 快速：4 kb/min 的延伸速度。
? 高保真性：保真性為普通 Taq 酶的 54 倍，普通 Pfu 酶的 3 倍。
? 長片段擴(kuò)增：基因組 DNA 片段的擴(kuò)增可達(dá) 15 kb，Plasmid DNA 片段的擴(kuò)增可達(dá) 20 kb。
? 高特異性：采用“TransStart”雙封閉法新型熱啟動(dòng)技術(shù)，同時(shí)封閉引物和模板。
? 擴(kuò)增能力強(qiáng)：獨(dú)有的 PCR Stimulant，提升該酶對復(fù)雜模板的擴(kuò)增能力。
? 擴(kuò)增產(chǎn)物為平端，可直接克隆于 pEASY?-Blunt 系列載體中。
Blue Plus? V Protein Marker (10-190 kDa) (DM141)
由 11 種預(yù)染蛋白質(zhì)組成，分子量范圍為 10 kDa-190 kDa，其中 70 kDa 為橙色條帶，20 kDa 為綠色條帶，其余為藍(lán)色條帶，可以動(dòng)態(tài)觀察蛋白質(zhì)電泳狀態(tài)及清晰地判斷蛋白轉(zhuǎn)膜效果。
產(chǎn)品特點(diǎn)
? 操作可視化，分子量準(zhǔn)確。
? 即用型產(chǎn)品，無需加熱和加入還原劑即可上樣電泳。
全式金生物的產(chǎn)品再度亮相 Nature 期刊，不僅是對全式金生物產(chǎn)品卓越品質(zhì)與雄厚實(shí)力的有力見證，更是生動(dòng)展現(xiàn)了全式金生物長期秉持的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶”核心理念。一直以來，全式金生物憑借對品質(zhì)的執(zhí)著追求和對創(chuàng)新的不懈探索，其產(chǎn)品已成為眾多科研工作者信賴的得力助手。展望未來，我們將持續(xù)推出更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，期望攜手更多科研領(lǐng)域的杰出人才，共同攀登科學(xué)高峰，書寫科研創(chuàng)新的輝煌篇章。
使用 TransDetect? PCR Mycoplasma Detection Kit (FM311) 產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Liu J L, Yan X Q, Wu H, et al. RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding[J]. Nature, 2025.(IF 50.5)
? Nian Z, Dou Y, Shen Y, et al. Interleukin-34-orchestrated tumor-associated macrophage reprogramming is required for tumor immune escape driven by p53 inactivation[J]. Immunity, 2024.(IF 25.5)
? Xu J, Liang Y, Li N, et al. Clathrin-associated carriers enable recycling through a kiss-and-run mechanism[J]. Nature Cell Biology, 2024.(IF 17.3)
? Wang J, An Z, Wu Z, et al. Spatial organization of PI3K-PI (3, 4, 5) P3-AKT signaling by focal adhesions[J]. Molecular Cell, 2024.(IF 14.5)
? Nian Z, Zheng X, Dou Y, et al. Rapamycin pretreatment rescues the bone marrow AML cell elimination capacity of CAR-T cells[J]. Clinical Cancer Research, 2021.(IF 11.4)
? Xu D, Zhao H, Jin M, et al. Modulating TRADD to restore cellular homeostasis and inhibit apoptosis[J]. Nature, 2020.(IF 50.5)
使用 TransStart? FastPfu DNA Polymerase (AP221) 產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Liu J L, Yan X Q, Wu H, et al. RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding[J]. Nature, 2025.(IF 50.5)
? Yang J, Zhao T, Fan J, et al. Structure-guided discovery of bile acid derivatives for treating liver diseases without causing itch[J]. Cell, 2024.(IF 45.5)
? Zhu C, Hu Z, Hu C, et al. SlCPK27 cross-links SlHY5 and SlPIF4 in brassinosteroid-dependent photo-and thermo-morphogenesis in tomato[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024,(IF 9.4)
? Wang Y, Zhang S, Yang X, et al. Mesoscale DNA feature in antibody-coding sequence facilitates somatic hypermutation[J]. Cell, 2023.(IF 45.5)
? Fan J, Ran H, Wei P L, et al. Pretrichodermamide A Biosynthesis Reveals the Hidden Diversity of Epidithiodiketopiperazines[J]. Angewandte Chemie, 2023.(IF 16.1)
? Fan J, Ran H, Wei P L, et al. An ortho Quinone Methide Mediates Disulfide Migration in the Biosynthesis of Epidithiodiketopiperazines[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2023.(IF 16.1)
使用Blue Plus? V Protein Marker (10-190 kDa) (DM141) 產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Liu J L, Yan X Q, Wu H, et al. RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding[J]. Nature, 2025.(IF 50.5)
