EVO视讯：你是否曾想过，植物内部或许存在一种神秘的“分子编码”？最近，科学家们在植物RNA中破译了假尿嘧啶（Ψ）的暗号，发现它能够像“指挥官”一样，通过三层加密信号（rRNA、tRNA、mRNA）精准控制蛋白质合成。今天，我们将揭示这一微观世界中的生物奥秘。

Ψ是RNA中最常见的化学修饰之一，广泛存在于rRNA、tRNA和mRNA中。其已知功能包括稳定RNA的二级结构、调控RNA与蛋白质的相互作用、影响翻译的效率与准确性。然而，对于植物中Ψ的全基因组分布特征以及其在rRNA、tRNA和mRNA上的协同作用机制仍存在诸多未解之谜。Ψ修饰是如何通过多层级调控（核糖体功能、tRNA解码、mRNA翻译）影响植物的蛋白质合成的？

研究方法

研究团队利用BID-seq技术，对植物rRNA中Ψ修饰的保守性进行了系统的分析，并关联了其与核糖体功能的关系。研究发现，核糖体活性中心相关rRNA（如Nu-18S）的Ψ修饰在不同物种中高度保守，同时特定rRNA区域的Ψ位点表现出强烈的保守性，这可能说明Ψ在这些关键区域具有重要的调控功能。

研究发现

1. **rRNA中的Ψ修饰有助于全局翻译控制**：不同rRNAΨ位点的功能存在差异，显示出其对整体翻译活动的影响。

2. **tRNA中的Ψ修饰与翻译效率相关**：分析发现，tRNA的t臂环中的Ψ与所对应密码子的翻译效率呈现出显著的正相关关系。

3. **Ψ修饰与mRNA稳定性的关系**：Ψ的水平与mRNA的稳定性表现出负相关，但与植物幼苗的翻译效率则呈正相关。

深入分析

在对水稻和拟南芥的多种器官进行BID-seq分析时，研究团队发现，能量需求高的组织（如花和种子）中，叶绿体rRNA的Ψ修饰比例显著增加，支持其增强的代谢需求。针对不同植物物种的跨种比较，研究显示，rRNA的Ψ修饰是一个保留的进化特征。

此外，研究还发现tRNA中同样富含Ψ的修饰位点，提示其在调控不同组织的翻译效率中可能发挥重要作用。通过对单子叶与双子叶植物中mRNA的Ψ位点进行比较，发现跨物种的Ψ位点几乎缺乏保守性，表明植物mRNA中的Ψ修饰普遍缺乏进化的保守特征。

总结与前景

本研究通过单碱基分辨率，生成了多种植物物种的Ψ图谱，并结合rRNA、tRNA和mRNA的Ψ化学计量学分析，揭示了Ψ修饰在翻译效率方面的多层次调控机制。这为植物中Ψ的研究提供了重要资源，同时也为生物医学领域的蛋白质合成调控提供了新的思路。若您希望了解更多相关信息，欢迎联系EVO视讯。

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