來源:北京大學(xué)官微
2025 年 6 月 25 日,北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院陳鵬教授團隊與生命科學(xué)學(xué)院伊成器教授團隊合作,在國際頂級學(xué)術(shù)期刊
Nature發(fā)表了題為 RNA codon expansion via programmable pseudouridine editing and decoding 的研究論文。該研究首次成功構(gòu)建并解碼了三種新型人工密碼子,建立了可編程的 RNA 密碼子擴展系統(tǒng) (RCE) ,為合成生物學(xué)和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供了革命性工具。
研究團隊聚焦 RNA 上的假尿苷(Ψ)修飾技術(shù),將其作為「分子標(biāo)簽」修飾終止密碼子 UGA,創(chuàng)造出全新人工密碼子 ΨGA。通過設(shè)計匹配的 tRNA「翻譯器」(ΨGA-tRNAPyl),團隊實現(xiàn)了細(xì)胞對 ΨGA 的精準(zhǔn)解碼,使其在蛋白質(zhì)合成中插入非天然氨基酸。
(圖注:RNA 密碼子拓展策略示意圖)
在此基礎(chǔ)上,團隊進一步開發(fā)了 ΨAA 和 ΨAG 密碼子及配套 tRNA 系統(tǒng)。這三種密碼子可在細(xì)胞內(nèi)并行工作,互不干擾,實現(xiàn)了多通路遺傳信息操控。這一技術(shù)不僅提升了非天然氨基酸的插入效率,還能為蛋白質(zhì)安裝「功能開關(guān)」。例如,在抑癌蛋白 p53 中插入特定非天然氨基酸后,可精確調(diào)控其進入細(xì)胞核的時間,為癌癥治療提供了新思路。
芝加哥大學(xué)何川教授評價稱:「該研究將 RNA 修飾從『調(diào)控元件』轉(zhuǎn)化為『編碼元件』,開創(chuàng)了遺傳信息操控的新維度。」
團隊背景與近期成果
本研究的共同第一作者為北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院博士研究生劉江樂、生命科學(xué)學(xué)院博士后閆學(xué)青和博士研究生烏浩,陳鵬教授與伊成器教授為共同通訊作者。
值得注意的是,這是陳鵬團隊一個月內(nèi)第二次在頂級期刊發(fā)表重大成果。2025 年 5 月 27 日,其與王初教授團隊合作在
Cell發(fā)表的論文 Machine-learning-assisted universal protein activation in living mice,實現(xiàn)了活體小鼠內(nèi)蛋白質(zhì)的精準(zhǔn)時空調(diào)控,展現(xiàn)了化學(xué)與人工智能交叉研究的潛力。
陳鵬個人簡介
陳鵬教授 1979 年生于甘肅蘭州,現(xiàn)任北京大學(xué)研究生院常務(wù)副院長、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院化學(xué)生物學(xué)系主任、北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院副院長、清華大學(xué)-北京大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心高級研究員、博士生導(dǎo)師。他 33 歲即獲得國家杰出青年科學(xué)基金資助,成為北大最年輕教授之一。
(圖源官網(wǎng))
陳鵬研究興趣主要集中在化學(xué)與生物學(xué)的前沿交叉領(lǐng)域,試圖通過化學(xué)家的知識與手段,為生命科學(xué)的探索提供一系列嶄新的工具和研究方式。
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