在“解密翻译过程：Ribo-seq技术的革命性发现”一文中，小编分享了Ribo-seq技术的独特优势与核心发现。那么，该技术是如何在基础研究中发挥作用的？它又是如何巧妙地将多组学数据相结合，成为解码生命奥秘的重要纽带？今天，伯小医将继续为大家揭开基因表达的新视角。

转录组数据反映mRNA的丰度，而Ribo-seq数据则揭示翻译效率。通过将两者进行比较，可以定量分析不同基因的翻译效率，从而揭示基因表达在翻译水平上的调控机制。例如，一些基因可能具有较高的mRNA丰度，但其翻译效率却较低，这可能与翻译抑制因子的调控有关。

研究思路与应用案例

2025年3月4日，东京大学医学研究所的Toshifumi Inada团队在《Nature Communications》上发表的研究利用RNA-seq和Ribo-seq等技术，发现酵母中的Grr1在未折叠蛋白反应（UPR）过程中，通过介导Ubp3的降解，维持eS7A的单泛素化水平，从而促进HAC1i mRNA的翻译。此外，Grr1还独立于Ubp3和eS7A的泛素化，促进HAC1u mRNA的剪接。研究揭示了Grr1在UPR中，特别是在HAC1 mRNA剪接和翻译过程中的关键调控作用。

在基因表达的复杂调控网络中，非编码RNA（ncRNA）长期以来被视为“暗物质”，其功能机制尚未完全揭示。随着Ribo-seq技术的兴起，我们可以从全新的视角探索ncRNA的潜力。Ribo-seq能够捕捉核糖体在RNA上的精确位置（包括mRNA和非编码RNA），通过与ncRNA的结合分析，能够发现某些ncRNA可能不仅仅是“非编码”，而是可能参与翻译过程，产生功能性小肽或调控蛋白质合成。这为深入研究小肽的分子机制和功能特性提供了重要切入点。

研究表明，circRNA编码的蛋白在肿瘤进展中发挥重要作用。以胶质母细胞瘤（GBM）为例，这种最为常见的恶性原发性脑肿瘤因其预后不佳而备受关注。张弩教授团队通过整合Ribo-seq、circRNA-seq和质谱分析技术，发现GBM中circ-E-Cad显著高表达，并能够翻译生成功能性蛋白C-E-Cad。深入机制研究揭示，C-E-Cad蛋白通过分泌途径释放至细胞外，并与表皮生长因子受体（EGFR）结合，从而显著激活多条关键信号通路，促进肿瘤干细胞的自我更新能力，为GBM的恶性进展提供了新的分子机制解释。

同时，表观组数据反映基因表达的调控信息，如DNA甲基化、组蛋白修饰等。结合Ribo-seq数据，研究者可以探索表观遗传修饰对翻译效率的影响。RNA甲基化，尤其是m6A修饰，能够直接或间接影响核糖体与mRNA的结合及翻译效率，从而改变Ribo-seq检测到的核糖体保护片段（RPFs）的分布和丰度。利用Ribo-seq作为强有力的工具，可以研究RNA甲基化在翻译调控中的功能。

浙江大学动科学院的汪以真团队通过MeRIP-seq检测m6A修饰，Ribo-seq分析翻译过程，从多个层面解析YTHDF1在肠道免疫应答中的作用。研究发现，YTHDF1通过识别m6A修饰，调控Traf6转录本的翻译效率，激活NF-κB信号通路，进而促进肠道上皮细胞的免疫应答，揭示了RNA甲基化在肠道免疫调控中的关键作用，为相关疾病的研究和治疗提供了新思路。

在生物学研究中，基因与其产物之间并非简单的线性关联，而是组成了一种复杂的相互作用网络。作为生命活动的直接执行者，蛋白质的组成及含量变化始终是研究的核心。尽管RNA-seq技术能够监测基因表达变化，推测蛋白质含量，但由于翻译调控、翻译后修饰以及蛋白质周转率等因素的影响，mRNA与蛋白质含量之间往往缺乏显著相关性。

结合蛋白组学与Ribo-seq数据，可以更全面地研究翻译后修饰对蛋白质翻译效率的影响。在适应环境变化的过程中，南京师范大学研究团队整合转录组、翻译组与蛋白质组数据，系统研究了黄颡鱼大脑对缺氧的调控机制。研究发现，在缺氧条件下，共有2750个基因的翻译水平发生显著变化。这一发现揭示黄颡鱼通过增加上游开放阅读框的翻译，以适应缺氧环境。

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