文章信息
文章题目：RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding
期刊：Nature
发表时间：2025 年 6 月 25 日
主要内容：北京大学的陈鹏团队和伊成器团队合作在 Nature 发表题为 RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding 的研究论文，通过 RNA 假尿嘧啶 Ψ 修饰的定点编程，首次创造并编码了三个 ΨCodon “密码子”，进一步筛选并获得了选择性解码 ΨCodon 的tRNA，在蛋白质的特点位点精准插入了非天然氨基酸，从而实现对蛋白质功能的操控。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09165-x
使用TransGen产品：
TransDetect® PCR Mycoplasma Detection Kit (FM311)
TransStart® FastPfu DNA Polymerase (AP221)
Blue Plus® V Protein Marker (10-190 kDa) (DM141)
背景介绍
若把生命比作精密运转的机器，DNA 便是记录生命密码的原始代码库，其由 A、T、C、G 四个碱基构成 64 组密码子，通过 RNA 传递给细胞，并利用 20 种标准氨基酸合成蛋白质。尽管前人曾尝试拓展 DNA 密码指令，但在哺乳动物细胞中存在终止密码子通读等不可预测的风险。而 RNA 作为信息传递媒介，不受 DNA 复制与损伤修复等存储功能约束，其含有的 170 多种化学修饰更赋予其高可塑性与功能性，科学家借此创造全新 “RNA 密码子”，成功突破 64 种天然遗传密码的限制，改写生命底层逻辑，为精准医学、合成生物学等领域开拓了新机遇。
文章概述
研究团队采用序列特异性的假尿苷（Ψ）修饰技术，利用向导 RNA 在目标转录本的 UGA 终止密码子上引入 Ψ 修饰，成功构建了新型人工密码子"ΨGA"（这类修饰的终止密码子统称为 ΨCodon ），为蛋白质的定制合成和工程改造提供了全新的编码工具。为实现 ΨCodon 的高效解码，研究者基于合成酶-tRNA 的晶体结构数据，构建了饱和单点突变文库，并通过筛选获得了具有高度密码子偏好性的 tRNA 变体（ΨGA-tRNAPyl）。该 tRNA 变体在多种报告系统中均表现出对 ΨGA 的特异性识别能力，确保其解码过程不会干扰天然 UGA 终止密码子的正常功能。最终，通过整合 ΨGA 编码模块与 ΨGA-tRNAPyl 解码模块，研究团队成功构建了 RCE(ΨGA) 系统，为人工设计功能性蛋白质开辟了新途径。
在实现 ΨGA 密码子编解码后，通过全转录组水平的 “PRAISE” 测序、翻译组层面的核糖体分析技术，以及基于生物正交反应的全蛋白质组学分析三种组学方法，分别检测 RCE 技术在转录、翻译及蛋白质层面的特异性：转录组显示仅少量脱靶修饰且未修饰正常终止子，翻译组表明靶向 ΨGA 密码子有效翻译且 UGA 通读率低于传统技术，蛋白质组学显示脱靶蛋白种类少且基本不干扰生物学通路。三种检测均表明，RCE 技术通过 Ψ 修饰可实现序列特异性非天然氨基酸插入，显著降低脱靶效应。此外，研究进一步拓展了RCE 系统的可用密码子范围。通过类似筛选 ΨGA 的 tRNA 解码器的方法，也筛选出针对ΨAA 和 ΨAG 的特异性 tRNA 解码器。随后，验证了三种 tRNA 解码器两两正交，不会通读非其靶向的 ΨCodon，说明每种 ΨCodon 的 tRNA 解码器均具有专一性。
在功能实验中，研究人员借助 RCE 系统精准插入具断键/成键活性的非天然氨基酸调控蛋白功能：以 Src 激酶为模型，在其催化中心插入 TCOK 构建化学笼屏蔽突变体，外源性 Tz 触发剪切恢复激酶活性，经免疫印迹和磷酸化蛋白质组学验证，证实系统能特异高效插入功能性非天然氨基酸；另外通过 ΨAG 解码器在 p53 关键入核序列插入TCOK，实现其入核的时空特异性化学操控，彰显系统通用性。该工作展现了 RCE 在精准蛋白质工程中的潜力，为合成生物学和生物医学研究提供新工具平台。
乐动平台(中国)生物产品支撑
优质的试剂是科学研究的利器。乐动平台(中国)生物的支原体检测试剂盒（PCR法）（FM311）、FastPfu快速高保真 DNA 聚合酶（AP221）、预染蛋白 Marker（DM141）助力本研究。产品自上市以来，深受客户青睐，多次荣登知名期刊，助力科学研究。
TransDetect® PCR Mycoplasma Detection Kit (FM311)
一款通过 PCR 方法检测培养细胞等生物材料中的支原体，针对支原体 16S rRNA 序列保守区域设计特异引物，特异性扩增支原体 DNA。
产品特点
• 检测灵敏度高、准确性好。
• 特异性强，只扩增支原体 DNA。
• 操作简便，无需提取基因组 DNA。
• 配有阳性对照与阴性对照，保证PCR检测结果的准确性。
TransStart® FastPfu DNA Polymerase (AP221)
一款用于快速 PCR 的热启动高保真 DNA 聚合酶，特异性好，扩增效率高，扩增速度快。
产品特点
• 快速：4 kb/min 的延伸速度。
• 高保真性：保真性为普通 Taq 酶的 54 倍，普通 Pfu 酶的 3 倍。
• 长片段扩增：基因组 DNA 片段的扩增可达 15 kb，Plasmid DNA 片段的扩增可达 20 kb。
• 高特异性：采用“TransStart”双封闭法新型热启动技术，同时封闭引物和模板。
• 扩增能力强：独有的 PCR Stimulant，提升该酶对复杂模板的扩增能力。
• 扩增产物为平端，可直接克隆于 pEASY®-Blunt 系列载体中。
Blue Plus® V Protein Marker (10-190 kDa) (DM141)
由 11 种预染蛋白质组成，分子量范围为 10 kDa-190 kDa，其中 70 kDa 为橙色条带，20 kDa 为绿色条带，其余为蓝色条带，可以动态观察蛋白质电泳状态及清晰地判断蛋白转膜效果。
产品特点
• 操作可视化，分子量准确。
• 即用型产品，无需加热和加入还原剂即可上样电泳。
乐动平台(中国)生物的产品再度亮相 Nature 期刊，不仅是对乐动平台(中国)生物产品卓越品质与雄厚实力的有力见证，更是生动展现了乐动平台(中国)生物长期秉持的“品质高于一切，精品服务客户”核心理念。一直以来，乐动平台(中国)生物凭借对品质的执着追求和对创新的不懈探索，其产品已成为众多科研工作者信赖的得力助手。展望未来，我们将持续推出更多优质产品，期望携手更多科研领域的杰出人才，共同攀登科学高峰，书写科研创新的辉煌篇章。
使用 TransDetect® PCR Mycoplasma Detection Kit (FM311) 产品发表的部分文章：
• Liu J L, Yan X Q, Wu H, et al. RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding[J]. Nature, 2025.(IF 50.5)
• Nian Z, Dou Y, Shen Y, et al. Interleukin-34-orchestrated tumor-associated macrophage reprogramming is required for tumor immune escape driven by p53 inactivation[J]. Immunity, 2024.(IF 25.5)
• Xu J, Liang Y, Li N, et al. Clathrin-associated carriers enable recycling through a kiss-and-run mechanism[J]. Nature Cell Biology, 2024.(IF 17.3)
• Wang J, An Z, Wu Z, et al. Spatial organization of PI3K-PI (3, 4, 5) P3-AKT signaling by focal adhesions[J]. Molecular Cell, 2024.(IF 14.5)
• Nian Z, Zheng X, Dou Y, et al. Rapamycin pretreatment rescues the bone marrow AML cell elimination capacity of CAR-T cells[J]. Clinical Cancer Research, 2021.(IF 11.4)
• Xu D, Zhao H, Jin M, et al. Modulating TRADD to restore cellular homeostasis and inhibit apoptosis[J]. Nature, 2020.(IF 50.5)
使用 TransStart® FastPfu DNA Polymerase (AP221) 产品发表的部分文章：
• Liu J L, Yan X Q, Wu H, et al. RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding[J]. Nature, 2025.(IF 50.5)
• Yang J, Zhao T, Fan J, et al. Structure-guided discovery of bile acid derivatives for treating liver diseases without causing itch[J]. Cell, 2024.(IF 45.5)
• Zhu C, Hu Z, Hu C, et al. SlCPK27 cross-links SlHY5 and SlPIF4 in brassinosteroid-dependent photo-and thermo-morphogenesis in tomato[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024,(IF 9.4)
• Wang Y, Zhang S, Yang X, et al. Mesoscale DNA feature in antibody-coding sequence facilitates somatic hypermutation[J]. Cell, 2023.(IF 45.5)
• Fan J, Ran H, Wei P L, et al. Pretrichodermamide A Biosynthesis Reveals the Hidden Diversity of Epidithiodiketopiperazines[J]. Angewandte Chemie, 2023.(IF 16.1)
• Fan J, Ran H, Wei P L, et al. An ortho Quinone Methide Mediates Disulfide Migration in the Biosynthesis of Epidithiodiketopiperazines[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2023.(IF 16.1)
使用Blue Plus® V Protein Marker (10-190 kDa) (DM141) 产品发表的部分文章：
• Liu J L, Yan X Q, Wu H, et al. RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding[J]. Nature, 2025.(IF 50.5)
