Commun Biol丨Polysome Profiling应用：细胞翻译的热敏感性限制裂殖酵母高温生长

生物体的生存与运作存在着一个不可逾越的热极限边界。升高的温度是损害生物体生长发育的主要应激条件之一，它会导致蛋白质变性以及其他细胞大分子的热损伤。

为了抵御并在这种应激条件下存活，细胞会激活热休克反应（HSR）以重新编程基因表达并诱导热休克蛋白（HSPs）的合成。绝大多数HSPs作为分子伴侣通过重折叠变性蛋白质并防止其聚集来维持细胞的蛋白质稳态。

尽管目前科学界对包括HSR在内的应对急性热应激的促存活机制已经进行了广泛且深入的研究。但是细胞应对长期慢性热应激耐受性的潜在分子适应机制仍然存在许多未知。

近日，奈良先端科学技术大学院大学Yuichi Morozumi团队在Communications Biology上发表了题为“Thermosensitivity of cellular translation restricts the growth of fission yeast at high temperatures”的研究论文。该研究发现Dri1-Rhs1复合物与Ccr4-Not相互作用负向调控Ribi基因表达，其缺失可通过上调Ribi基因改善高温下的翻译缺陷并解除生长抑制。

文章索引

【标题】Thermosensitivity of cellular translation restricts the growth of fission yeast at high temperatures

【发表期刊】Communications Biology

【发表日期】2026年6月12日

【作者及团队】奈良先端科学技术大学院大学Yuichi Morozumi团队

【IF】5.1

研究结果

一、Dri1与Rhs1的相互作用及其结构基础

研究人员利用酵母双杂交和免疫共沉淀实验，证实了Dri1与Rhs1通过特定的蛋白质结构域形成复合物。

AlphaFold 3结构预测显示，Rhs1的31-50位氨基酸序列形成的α螺旋插入了Dri1的N端与RNA识别基序（RRM）形成的凹槽中。

二、Dri1-Rhs1复合物对高温生长的限制作用

通过构建Rhs1的丙氨酸取代突变体并进行生长表型测试，研究发现无法与Dri1结合的Rhs1突变体会导致细胞获得热抗性。

此外，利用绿色荧光蛋白（GFP）及GFP结合蛋白（GBP）系统的强制系带实验，证明了恢复Dri1-Rhs1复合物的形成能够抑制高温下的细胞生长。

三、Dri1的高温诱导聚集特性

利用荧光显微镜观察表明，Dri1在高温下会形成胞质聚集体并定位于蛋白聚集中心（PACs），而Rhs1则不具备此特性。

这种差异提示在热胁迫下，Dri1可能独立于Rhs1参与保护变性蛋白的机制。

四、Dri1-Rhs1与Ccr4-Not复合物的物理关联

通过串联亲和纯化及质谱分析，研究确定了Ccr4-Not复合物是Dri1-Rhs1的相互作用伴侣。

免疫共沉淀实验证实，Dri1-Rhs1的形成促进了其与Ccr4-Not复合物的稳定结合，且Not2和Not3亚基在维持这种复合物间的相互作用中发挥关键作用。

五、Ccr4-Not复合物调控高温耐受性

遗传分析显示，缺失Ccr4-Not核心亚基（如Not3）的突变体表现出显著的耐热生长特征，且这种热抗性与dri1Δ或rhs1Δ突变不具有加性效应。

这表明Dri1-Rhs1与Ccr4-Not复合物在抑制高温生长方面协同发挥功能。

六、核糖体生物合成基因的表达调控与翻译效率

RNA测序显示，dri1Δ和rhs1Δ突变体中核糖体生物合成（Ribi）基因表达显著上调。

Polysome Profiling 多聚核糖体分析和嘌呤霉素标记实验表明，这些突变体通过上调Ribi基因缓解了高温下的翻译缺陷，从而维持了基本的蛋白质合成水平以支持细胞增殖。

总结

该研究表明Dri1-Rhs1复合物通过招募Ccr4-Not负调控Ribi基因表达，限制裂殖酵母在高温下的核糖体生物发生和蛋白质翻译。破坏该调控可提高Ribi基因表达，部分恢复翻译活性并支持高温生长。因此，细胞翻译的热敏感性是决定裂殖酵母高温生长上限的重要机制。