解析哺乳动物翻译的三方无细胞翻译系统：解锁翻译机制新视角

在研究基因表达调控时，细胞系统的遗传操作易引发基因表达程序适应性变化，现有高通量技术存在局限。研究人员开发出基于人细胞的三方无细胞翻译系统（mRNA、核糖体、核糖体缺失的细胞质裂解物分离），能灵活重构翻译反应，助力解析翻译机制受环境和细胞应激影响的关键方面。

　　摘要：对细胞系统进行基因操作往往会导致基因表达程序发生适应性变化，这使得分离和阐明详细的机制变得困难。蛋白质组是基因表达程序的最终表现形式，受到多层次的调控以确保精确执行。目前，像核糖体图谱测序（Ribo-Seq）和新生蛋白质组学等研究翻译水平调控的高通量技术，虽能捕捉翻译过程中的细微变化，但会受到细胞状态适应性带来的潜在干扰因素影响。几十年来，无细胞翻译系统被用于阐释分子机制，然而其实验设置成分固定，且常依赖非人类模型系统和人工设计的 mRNA 构建体。本文详细介绍一种基于从人类细胞中分离 mRNA、核糖体和核糖体缺失的细胞质裂解物的三方无细胞翻译系统，该系统可灵活重构翻译反应，实验能在 1 - 4 天内完成。在此实验设置中，细胞质裂解物等细胞成分可保持不变，而核糖体复合物或 mRNA 可改变、接受处理，反之亦然。本文详细阐述了完整的 mRNA 群体如何作为输入，随后通过放射自显影或质谱法检测新生肽。利用此方案，研究人员解析出在触发核糖体停滞和碰撞的环境和细胞应激条件下，翻译机制的哪些方面会受到选择性影响，而这些问题此前一直难以解决。