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Nature Biotechnology | 伊成器课题组开发升级版RNA编辑技术RESTART v3

日期: 2024-03-06

无义突变是发生在mRNA编码区上的突变,在人类疾病相关的单碱基突变中占比约20%,会导致提前终止密码子(Premature Termination Codon,PTC)的产生,最终导致蛋白产物截短和功能缺失。

2024年3月6日,北京大学伊成器课题组在Nature Biotechnology杂志在线发表“Near-cognate tRNAs increase the efficiency and precision of pseudouridine-mediated readthrough of premature termination codons”研究论文。该研究发现,通过过表达近同源tRNA(near-cognate tRNA),能够影响假尿苷(Ψ)化PTC的翻译过程,显著提高RESTART系统的通读效率及无义突变的修复精准性。这一工作是对课题组前期发展的RESTART技术(Mol Cell., 2023, 83, 139-155)的一次重要升级,该技术最近刚刚被Molecular Cell杂志评为2023年度最佳技术之一。在本工作中,研究人员在筛选PTC位点的所有近同源tRNA后,将提升效果最佳的近同源tRNA与现有编辑效率最高的RESTART v2系统(gsnoRNA+DKC1 iso3)组合,发展了RESTART v3系统(图一),实现了平均~5倍的PTC通读效率提升。RESTART v3系统在囊性纤维化(Cystic Fibrosis)和粘多糖症(Hurler Syndrome)的疾病细胞模型中有效地实现了无义突变的功能修复,且脱靶Ψ编辑不会引起RNA编码信息及基因表达水平的变化,tRNA的过表达也不影响细胞整体tRNA表达水平。

图一、RESTART v3技术示意图

综上所述,近同源tRNA的过表达显著提高了RESTART系统的编辑效率及无义突变修复精准度,提升了RESTART系统在疾病治疗中的应用潜力。利用近同源tRNA与PTC中Ψ的碱基配对特性,RESTART v3系统从mRNA层面上有效地拓展了RNA单碱基编辑类型,并且避免了脱靶修饰导致的遗传信息改变,为新型RNA碱基编辑器的发展提供了新的策略与方向。

威尼斯澳门人登录welcome、核糖核酸北京研究中心伊成器教授为该论文的通讯作者,课题组博士研究生罗楠、博士后黄强、博士董利婷(已毕业)为共同第一作者。该工作得到北京市教委、科委、农业部和国家自然科学基金委等的资助。

全文链接: https://www.nature.com/articles/s41587-024-02165-8