來源:北京大學官微
2025 年 6 月 25 日,北京大學化學與分子工程學院陳鵬教授團隊與生命科學學院伊成器教授團隊合作,在國際頂級學術期刊
Nature發表了題為 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 (RCE) ,為合成生物學和精準醫學提供了革命性工具。
研究團隊聚焦 RNA 上的假尿苷(Ψ)修飾技術,將其作為「分子標簽」修飾終止密碼子 UGA,創造出全新人工密碼子 ΨGA。通過設計匹配的 tRNA「翻譯器」(ΨGA-tRNAPyl),團隊實現了細胞對 ΨGA 的精準解碼,使其在蛋白質合成中插入非天然氨基酸。
(圖注:RNA 密碼子拓展策略示意圖)
在此基礎上,團隊進一步開發了 ΨAA 和 ΨAG 密碼子及配套 tRNA 系統。這三種密碼子可在細胞內并行工作,互不干擾,實現了多通路遺傳信息操控。這一技術不僅提升了非天然氨基酸的插入效率,還能為蛋白質安裝「功能開關」。例如,在抑癌蛋白 p53 中插入特定非天然氨基酸后,可精確調控其進入細胞核的時間,為癌癥治療提供了新思路。
芝加哥大學何川教授評價稱:「該研究將 RNA 修飾從『調控元件』轉化為『編碼元件』,開創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前沿交叉學科研究院博士研究生劉江樂、生命科學學院博士后閆學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第二次在頂級期刊發表重大成果。2025 年 5 月 27 日,其與王初教授團隊合作在
Cell發表的論文 Machine-learning-assisted universal protein activation in living mice,實現了活體小鼠內蛋白質的精準時空調控,展現了化學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,現任北京大學研究生院常務副院長、北京大學化學與分子工程學院化學生物學系主任、北京大學前沿交叉學科研究院副院長、清華大學-北京大學生命科學聯合中心高級研究員、博士生導師。他 33 歲即獲得國家杰出青年科學基金資助,成為北大最年輕教授之一。
(圖源官網)
陳鵬研究興趣主要集中在化學與生物學的前沿交叉領域,試圖通過化學家的知識與手段,為生命科學的探索提供一系列嶄新的工具和研究方式。
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