跨物种 rRNA 动态修饰图谱揭示高温下核糖体稳定性调控新机制

《Cell》：Pan-modification profiling facilitates a cross-evolutionary dissection of the thermoregulated ribosomal epitranscriptome

本研究开发了 Pan-Mod-seq 技术，系统解析了 rRNA 修饰的动态变化。研究人员发现，超嗜热菌中约 50% 的修饰具有热诱导动态特性，并鉴定出一个保守的 m5C-ac4C 修饰模块通过低温电镜和生物物理学证实其协同稳定核糖体结构，为理解极端环境下生物大分子适应性提供了新视角。

　　

通过跨物种修饰谱分析技术，研究人员实现了对温度调控核糖体 RNA（rRNA）表观转录组的进化生物学解析。新开发的 Pan-Mod-seq 方法能够并行检测数十个样本中 16 种 rRNA 修饰的动态变化。将该技术应用于涵盖生命三域的 14 个物种后发现：中温生物的 rRNA 修饰大多保持静态，而超嗜热菌中近半数修饰呈现动态特征。研究重点解析了保守的 m⁵C 与 ac⁴C 双修饰模块——这对"分子温度计"能被高温协同诱导，其合成酶本身受温度直接调控，且为嗜热菌高温生长所必需。通过野生型与酶缺陷型古菌核糖体的冷冻电镜（cryo-EM）结构解析，发现该模块通过重复分子相互作用增强核糖体结构稳定性；生物物理学实验进一步证实二者具有协同热稳定效应。该研究系统揭示了 rRNA 修饰的可塑性，为探索疾病与健康状态下的 rRNA 表观转录组奠定了基础。