eLife | Ribo-seq应用：康奈尔大学钱书兵团队揭示终止密码子处的翻译调控

真核生物的mRNA翻译在终止密码子进入核糖体A位点时结束，该过程由释放因子eRF1和eRF3协调完成。随后核糖体回收因子ABCE1促进核糖体解离，以确保多聚核糖体和mRNA的高效循环利用。

尽管翻译终止通常是高效的，但三个终止密码子在不同mRNA上的终止效率存在显著差异。当终止密码子被近同源tRNA解码时会发生通读现象，从而产生具有C端延伸的融合蛋白质产物。

广泛的研究表明，终止密码子周围的局部核苷酸环境会强烈影响翻译终止的保真度与动态变化。然而，目前对于单个终止密码子是否表现出不同的终止动力学，以及导致此类行为异质性的潜在机制仍知之甚少。

2026 年 7 月7日，康奈尔大学钱书兵团队在eLife上发表了题为“Profiling of terminating ribosomes reveals translational control at stop codons”的研究论文。该研究揭示了位于终止密码子上游的mRNA序列决定了多聚核糖体翻译终止时的暂停动力学，且这种暂停是由mRNA与18S rRNA的3'末端相互作用介导的。

文章索引

【标题】Profiling of terminating ribosomes reveals translational control at stop codons

【发表期刊】eLife

【发表日期】2026年7月7日

【作者及团队】康奈尔大学钱书兵团队

【IF】6.4

研究结果

一、高分辨率图谱揭示终止密码子处的核糖体异质性暂停

研究团队利用Ribo-seq核糖体印迹分析和eRF1-seq技术，对哺乳动物细胞中的终止核糖体进行了全转录组测序分析。

结果发现不同mRNA的终止密码子处存在极大的核糖体暂停异质性，并鉴定出终止密码子上游富含GA的序列基序与强烈的终止暂停高度相关。

二、eRF1-seq扩展了全转录组翻译终止位点的认知

通过分析eRF1-seq数据，作者不仅在注释的终止密码子处检测到了明确信号，还在5' UTR、编码区及3' UTR中广泛发现了大量非经典终止事件。

此外结合报告系统证明了终止密码子相关的重新起始现象，表明终止动力学深刻影响着蛋白质翻译产物的多样性。

三、上游序列上下文决定终止暂停并影响随机翻译

研究者利用大规模平行报告基因测定（MPRA）结合Polysome profiling多聚核糖体分析，发现终止密码子上游富含G的序列会促进核糖体暂停。

相反富含C的序列不仅消除暂停，还会引发进入3' UTR的随机阅读框翻译，表明局部序列是决定翻译终止保真度的关键因素。

四、18S rRNA的3'末端通过与mRNA相互作用调控终止暂停

通过在细胞系中表达带有特定序列突变的18S rRNA，作者观察到由富含GA和富含C序列引起的终止暂停差异被显著缩小。

该实验证实了终止密码子上游mRNA序列能与18S rRNA富含U的3'末端发生短暂的碱基配对互作，从而在机制上延长了多聚核糖体解离前的停留时间。

五、组织特异性的Rps26化学计量调节终止保真度

Ribo-seq核糖体印迹分析揭示了小鼠不同组织间终止暂停模式的巨大差异，其中睾丸组织的暂停最为明显，且与其极低水平的核糖体蛋白Rps26密切相关。

在细胞系中敲低或过表达Rps26的实验证实，Rps26的缺失会增加mRNA与18S rRNA的接触概率，进而特异性地增强富含GA序列的终止暂停现象。

总结

综上所述，本文通过多组学技术和报告系统全面解析了哺乳动物转录组中核糖体翻译终止的动态特征与分子基础。研究证实终止暂停不仅是由mRNA局部序列编码的内在属性，还受到核心多聚核糖体成分的动态微调。这一机制作为一种翻译检查点，有效维持了不同生理状态下蛋白质组的完整性和翻译保真度。