导读：你是否意识到，植物体内竟然蕴藏着一套神秘的“分子信息系统”？最近，科学家们成功解析了植物RNA中的假尿嘧啶（Ψ）密码，发现它如同“指挥官”，通过三重加密信号（rRNA、tRNA、mRNA）精准调控蛋白质的合成！今天，让我们一同揭示这场微观生物医学的“谍战大戏”！

假尿嘧啶（Ψ）是RNA中最常见的化学修饰之一，广泛存在于rRNA、tRNA、snRNA和mRNA中。已知的功能包括：稳定RNA二级结构、调控RNA与蛋白质的相互作用以及影响翻译的效率与准确性。然而，仍有未解之谜，包括Ψ在植物中的全基因组分布特征及其在rRNA、tRNA和mRNA上的协同作用机制。此外，Ψ如何通过多层次调控（核糖体功能、tRNA解码、mRNA翻译）影响植物的蛋白质合成亦亟待深入研究。

研究成果概览

这项研究的核心发现包括：
1. rRNA中的假尿嘧啶修饰可全局控制翻译，尽管不同rRNA Ψ位点的作用有所不同。
2. tRNA T臂环中的Ψ显示出Ψ的化学计量与其各自密码子的翻译效率之间存在显著的正相关性。
3. Ψ的水平与mRNA的稳定性呈负相关，但与拟南芥幼苗的翻译效率则呈正相关。

rRNA中的Ψ修饰及其对翻译的调控

研究团队采用了BID-seq技术，系统揭示了植物rRNA中Ψ修饰的进化保守性，并关联了其与核糖体功能的关系。具体来看，研究发现核糖体活性中心相关的rRNA（例如Nu-18S）的Ψ修饰在不同物种中表现出高度保守性。此外，通过分析不同物种间rRNA Ψ位点的相关性，发现Ψ修饰的保守性可能超越物种分类。

不同组织中的Ψ化学计量调控翻译效率

研究者重点探讨了rRNA中的Ψ修饰在不同组织中的化学计量如何影响翻译效率。对拟南芥和水稻的多个器官进行了BID-seq分析，发现高能量组织（如花、种子）中，叶绿体rRNA（Pt-23S）的Ψ修饰比例显著升高，支持旺盛的代谢需求。而在根尖等胁迫响应组织中，核rRNA新增动态Ψ位点，可能增强翻译的精确性。

mRNA中Ψ位点的保守性和组织特异性

研究还深入分析了单子叶与双子叶植物mRNA中的Ψ位点，发现跨物种的Ψ位点保守性几乎不存在，表明植物mRNA的Ψ修饰普遍缺乏进化保守性。此外，利用BID-seq技术绘制的水稻与拟南芥mRNA中的Ψ修饰高分辨率图谱则揭示了组织特异性修饰模式及其与发育调控的联系。

Ψ修饰与mRNA稳定性和翻译效率的关系

最后，研究者探讨了植物不同组织中Ψ修饰程度与mRNA稳定性之间的关系，发现Ψ比例较高的mRNA在这些转录本中稳定性较低。而从转录本的Ψ位点位置来看，含5′-UTRΨ修饰的转录本相比携带3′-UTRΨ的转录本，其寿命分布显著偏低。这一发现显示出Ψ修饰在植物mRNA衰变和翻译中的复杂调控作用。

这项基于单碱基分辨率的研究为植物的Ψ修饰提供了宝贵的资源，并揭示了通过rRNA、tRNA和mRNA的假尿嘧啶化进行普遍翻译调控的机制。对于生物医疗领域的研究及应用，特别是与南宫28相关的项目，这一发现具有重要意义。

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