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综述:tRNA表达与修饰作为吸血节肢动物生物学中的关键组分
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月26日 来源:Current Opinion in Insect Science 5.8
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这篇综述系统阐述了tRNA表达水平及其化学修饰(如m5C、t6A、Q等)在吸血节肢动物(如蚊子、采采蝇)生理过程中的核心作用,重点探讨了其通过调控蛋白质合成影响宿主-微生物互作、病原体传播及生殖发育的分子机制,为靶向tRNA的虫媒防控策略提供了新视角。
tRNAs及其修饰
作为蛋白质合成的核心适配分子,tRNA通过丰富的化学修饰(如m5C、m6A等)维持结构稳定性并调控解码精度。其中,反密码子环修饰(如t6A)对防止核糖体停滞和移码至关重要。蚊虫中已鉴定出30余种修饰类型,包括独特的甘露糖基奎诺苷(manQ),这揭示了昆虫特异的进化路径。
吸血过程中蛋白质合成的波动
吸血节肢动物在生殖周期中经历剧烈的蛋白质组重塑。例如,雌蚊吸血后脂肪体酪氨酸tRNA基因转录爆发,以匹配卵黄蛋白(vitellogenin)富含的酪氨酸密码子需求。采采蝇则通过分泌乳汁蛋白(如Sgm)支持胎生幼虫发育,这些过程均伴随tRNA库的动态调整。
蚊虫tRNA修饰图谱
不同于其他真核生物,蚊虫基因组缺失半乳糖基奎诺苷(galQ)合成酶,但进化出manQ修饰替代。质谱分析显示,雌蚊修饰水平显著高于雄蚊,尤其在生殖组织中m7G修饰对生育力具有关键作用。
奎诺苷(Q)——宿主与微生物的代谢纽带
Q修饰依赖微生物提供的底物奎宁(queuine)。蚊幼虫肠道菌群缺失Q合成能力时,会出现酪氨酸代谢紊乱和运动缺陷。成年雌蚊Q水平随血餐波动,暗示微生物组-宿主共代谢在翻译调控中的重要性。
tRNA修饰与虫媒-病原体互作
登革病毒(DENV)偏好使用非宿主优势密码子,可能劫持tRNA修饰机制(如U34位点甲基化)促进自身蛋白合成。转录组分析显示,病毒感染显著改变tRNA修饰酶(如KIAA1456)表达谱,提示tRNA调控可能是限制病原体传播的新靶点。
tRNA靶向的虫媒防控前景
靶向酪氨酸tRNA代谢的化合物(如尼替西农)可干扰蚊虫生殖,而操纵Q修饰通路可能通过破坏微生物互作抑制种群。未来研究需揭示tRNA修饰在更多吸血节肢动物中的保守性与特异性,为精准干预提供依据。
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