NAR | Polysome profiling应用：Q修饰依赖的tRNA片段通过核糖体翻译调控细胞增殖

在生物RNA中存在超过150种不同的化学修饰，其中真核生物转运RNA（tRNA）的修饰最为丰富。这些修饰会影响tRNA解码效率、稳定性和氨基酰化等多种关键细胞功能。

Queuosine（Q）是一种独特的真核生物tRNA修饰，其生物合成完全依赖于后生动物的肠道微生物或饮食。Q修饰发生在特定tRNA的反密码子摆动位置，能够保护这些tRNA免受内源性核糖核酸酶的裂解。

这种裂解会产生tRNA片段（tRFs），它们作为非编码小RNA参与基因沉默和细胞增殖调控等众多生物学途径。然而tRNA的Q修饰如何以细胞类型依赖的方式影响增殖，并且这种修饰减缓增殖的具体机制在科学界仍未得到充分研究。

2026年10月31日，芝加哥大学潘涛团队在Nucleic Acids Research上发表了题为“Queuosine-modification dependent histidyl tRNA fragment promotes cell-type dependent proliferation”的研究论文。该研究发现，tRNA的Q修饰对细胞增殖的影响具有强烈的细胞类型依赖性，并揭示了Q修饰依赖性tRF^His通过结合Msi2蛋白促进MCF7乳腺癌细胞增殖的分子机制。

文章索引

【标题】Queuosine-modification dependent histidyl tRNA fragment promotes cell-type dependent proliferation

【发表期刊】Nucleic Acids Research

【发表日期】2026年10月31日

【作者及团队】芝加哥大学潘涛团队

【IF】15.0

研究结果

一、Q修饰通过调控tRF^His水平影响MCF7细胞增殖

研究通过在无鸟苷酸（Q-）和有鸟苷酸（Q+）环境中培养多种细胞系，发现Q修饰仅在MCF7细胞中显著降低增殖。

通过高灵敏度Northern blot和MSR-seq发现，Q修饰缺失会导致tRF^His水平升高，且转染tRF^His可挽救Q+细胞的增殖缺陷，证实了tRF^His在其中的关键作用。

二、Q修饰对其他翻译相关修饰的影响较小

利用MSR-seq分析了Q-和Q+细胞中tRNA的丰度及修饰水平，结果显示Q修饰状态并未引起tRNA丰度的显著变化。

进一步分析发现，Q修饰缺失导致m¹A58和m³C32等翻译促进修饰水平有轻微改变，但这些变化不足以解释细胞增殖的显著差异。

三、tRF^His通过增强核糖体蛋白翻译促进细胞增殖

通过Polysome profiling多聚核糖体分析发现，tRF^His转染显著改变了多聚核糖体关联mRNA的组成，特别是增强了富含C/G结尾密码子的基因翻译。

GO分析表明这些基因主要参与细胞代谢和生物合成，其中核糖体蛋白基因的翻译效率显著提高，从而解释了细胞增殖加速的现象。

四、Msi2蛋白介导tRF^His的促增殖功能

通过Pull-down结合质谱分析，鉴定出Msi2是tRF^His的结合蛋白。

敲低Msi2实验证实，tRF^His促进MCF7细胞增殖的效应依赖于Msi2的存在，揭示了tRF^His通过与Msi2相互作用调控翻译的分子机制。

总结

本文阐明了tRNA的Q修饰通过调节tRF^His的产生，进而通过Msi2蛋白介导核糖体蛋白翻译效率的机制，实现了对MCF7细胞增殖的特异性调控。该研究不仅揭示了tRNA修饰与tRF功能之间的复杂联系，也为理解细胞类型特异性的翻译调控提供了新视角。