Nature | 哺乳动物中选择性RNA翻译解码产生稳定且高丰度的蛋白质

基因组中的遗传信息通过转录和翻译过程精确地传递给蛋白质，从而维持细胞的正常生理功能。在这一过程中，基因突变和RNA编辑等机制会引入氨基酸取代，进而显著改变蛋白质的稳定性和功能。

此外，翻译过程中偏离标准遗传密码的“选择性翻译”（alternate translation）也是导致氨基酸取代的潜在途径。历史研究主要通过放射性标记蛋白质的凝胶电泳迁移来检测这些翻译偏差，但其检测通量和灵敏度非常有限。

随着质谱技术和深度学习预测算法的发展，科学家们能够更高效地鉴定非规范的氨基酸序列。然而，在哺乳动物体内，由选择性翻译产生的氨基酸取代的全局分布、丰度以及对蛋白质稳定性的贡献在很大程度上仍是不为人知的。

2026年6月24日，美国东北大学Nikolai Slavov团队在Nature上发表了题为“Alternate RNA decoding results in stable and abundant proteins in mammals” 的研究论文。该研究发现，偏离标准遗传密码的选择性翻译在哺乳动物中普遍存在，并能产生大量稳定的蛋白质，其丰度甚至可能超过标准蛋白质。

文章索引

【标题】Alternate RNA decoding results in stable and abundant proteins in mammals

【发表期刊】Nature

【发表日期】2026年6月24日

【作者及团队】美国东北大学Nikolai Slavov团队

【IF】48.5

研究结果

一、系统性鉴定并验证了数千种氨基酸替换

通过分析来自1000多个人类健康和癌症样本的蛋白质组、转录组和基因组数据，研究团队利用依赖性肽段搜索和一系列严格的过滤验证策略，鉴定出8746种独特的蛋白质氨基酸替换（AASs），为后续分析奠定了坚实基础。

二、部分选择性翻译产物比常规蛋白更丰富

通过定量选择性翻译产物与常规产物的丰度比（RAAS），研究发现该比率变化范围极大。

值得注意的是，在大约10%的情况下，涉及360种蛋白质的选择性翻译产物比其对应的常规蛋白质更丰富，表明存在着广泛的有义密码子重编码现象。

三、选择性翻译的丰度受密码子、RNA修饰和蛋白质稳定性共同影响

研究发现，RAAS与密码子使用频率、密码子-反密码子错配以及RNA修饰等多种机制相关。

更重要的是，通过代谢标记实验直接证明，许多高RAAS的选择性翻译蛋白质表现出更慢的降解速率（即更高的稳定性），这是其能够在细胞内大量积累的关键原因。

四、氨基酸替换的丰度具有替换类型和组织特异性

分析显示，RAAS主要由替换的氨基酸类型决定，其中极性氨基酸的替换通常具有更高的RAAS。

此外，RAAS还表现出显著的组织和癌症类型特异性，表明选择性翻译过程受到组织环境的调控。

五、选择性翻译与蛋白质功能、疾病及演化保守性相关

研究发现，特定氨基酸替换在肿瘤组织中显著富集，且高RAAS与蛋白质的无序区和低保守性区域相关。

此外，这些选择性翻译位点在人群中表现出对遗传变异更高的耐受性，并且在人类和小鼠之间具有保守性，暗示其具有重要的生物学功能和演化意义。

总结

该研究系统地证明了替代性翻译并非罕见的翻译错误，而是一种在哺乳动物中广泛存在、能够产生大量稳定功能性蛋白质的机制。这些发现不仅揭示了蛋白质稳定性在决定选择性翻译产物丰度中的关键作用，还将其与组织特异性、疾病（如癌症）和物种演化联系起来，为理解蛋白质组的多样性和复杂性提供了新的视角。