核糖体重塑在病毒感染与细胞压力下驱动翻译适应性
Ribosome remodeling drives translation adaptation during viral infection and cellular stress.
研究发现非分段负链病毒感染时 rpL40 被招募到 80S 核糖体小亚基 mRNA 入口附近的非经典位点,使核糖体组成被重编程并优先翻译病毒 mRNA。同一翻译重塑程序也存在于内源性代谢压力通路中,帮助细胞在压力下维持存活所需 mRNA 翻译,表明核糖体重塑是跨病原体与细胞适应的高度保守机制。
长期以来,核糖体被看作一台均一的翻译机器,但过去十余年的工作逐步改写了这一图景:核糖体蛋白的差异表达与翻译后修饰、rRNA多样性及相关因子的活性,可产生“特化核糖体”,选择性翻译携带特定顺式调控元件(如IRES、uORF)的mRNA亚群[1]。这一异质性视角已被系统梳理,但综述同时指出,其范围以及在亚细胞空间、不同细胞类型间的分布仍待确立[5]。机制层面的证据此前较为零星,例如RPL12/uL11第38位丝氨酸的磷酸化被证明在有丝分裂期调控特定mRNA子集的翻译[4]。另一方面,应激如何改变翻译输出已有细致刻画:氧化应激使酵母中上游ORF及ORF起始区的核糖体占用急剧上升[3],高分辨率核糖体分析还揭示高渗与氧化应激以不同方式阻滞延伸[2]。卡点在于,这些研究多聚焦翻译谱的变化,核糖体组成本身是否会在扰动下被系统性重编程、并作为保守机制支撑适应性蛋白合成,一直缺少直接证据。
Tsai等的新工作正是切入这一缺口:他们发现,面对内在与外在的细胞扰动,核糖体组成会被重编程;这一结果支持核糖体重塑是一种保守机制,使病原感染与细胞适应期间的蛋白合成得以动态调整。据报道,其中特化的核糖体会优先结合病毒mRNA以增强病毒蛋白合成,而这对病毒在宿主压力下的复制至关重要[6]。
放回已有认识,这项工作的推进在于把以往多停留在概念层面[1][5]或单一情境(如有丝分裂期的RPL12磷酸化[4])的异质性,与应激翻译研究主要关注的输出变化[2][3]连接起来,并在病原感染与细胞适应两类扰动下支持了组成重塑的保守性;此前也有同行记录了应激伴随的核糖体组成动态与靶向翻译[7],本研究在病原情境下提供了更直接的支撑。值得注意的是,2026年1月29日的一篇预印本报告,病毒感染并不显著改变核心核糖体的组成,而是驱动广泛的核糖体重塑[8]——这与“组成被重编程”的表述之间的张力提示,重塑究竟发生在核心蛋白还是相关组分层面,仍需厘清。
就摘要所见,重塑由何种信号触发、在不同扰动之间是否共享分子路径,以及这种适应性对宿主与病原各自的利弊如何权衡,均未回答;正如领域综述所呼吁的,核糖体异质性的全貌与生理意义仍待系统确立[5]。
- 1.Specialized ribosomes: a new frontier in gene regulation and organismal biology · Nat Rev Mol Cell Biol 2012
- 2.High-Resolution Ribosome Profiling Defines Discrete Ribosome Elongation States and Translational Regulation during Cellular Stress · Mol Cell 2019
- 3.Genome-wide ribosome profiling reveals complex translational regulation in response to oxidative stress · Proc Natl Acad Sci U S A 2012
- 4.Phosphorylation of the Ribosomal Protein RPL12/uL11 Affects Translation during Mitosis · Mol Cell 2018
- 5.The Discovery of Ribosome Heterogeneity and Its Implications for Gene Regulation and Organismal Life · Mol Cell 2018
- 6.Ribosome remodeling drives translation adaptation during ... · scienceopen.com 2026
- 7.Dynamics of ribosome composition and ribosomal protein ... · academic.oup.com 2026
- 8.Viral Infections Drive Functional Remodeling of Ribosome- ... · biorxiv.org 2026
原文报道核糖体组成在病毒感染与代谢压力下可被重编程,rpL40 移位到非经典位点形成偏好翻译特定 mRNA 的特化核糖体,为翻译调控机制提供了新框架。
来源:顶刊论文(社媒热度) · doi.org