无义突变是发生在mRNA编码区上的突变，在人类疾病相关的单碱基突变中占比约20%，会导致提前终止密码子（Premature Termination Codon，PTC）的产生，最终导致蛋白产物截短和功能缺失。
2024年3月6日，北京大学、生命中心伊成器课题组在Nature Biotechnology杂志在线发表“Near-cognate tRNAs increase the efficiency and precision of pseudouridine-mediated readthrough of premature termination codons”研究论文。该研究发现，通过过表达近同源tRNA（near-cognate tRNA），能够影响假尿苷（Ψ）化PTC的翻译过程，显著提高RESTART系统的通读效率及无义突变的修复精准性。这一工作是对课题组前期发展的RESTART技术（Mol Cell., 2023, 83, 139-155）的一次重要升级，该技术最近刚刚被Molecular Cell杂志评为2023年度最佳技术之一。在本工作中，研究人员在筛选PTC位点的所有近同源tRNA后，将提升效果最佳的近同源tRNA与现有编辑效率最高的RESTART v2系统（gsnoRNA+DKC1 iso3）组合，发展了RESTART v3系统（图一），实现了平均~5倍的PTC通读效率提升。RESTART v3系统在囊性纤维化（Cystic Fibrosis）和粘多糖症（Hurler Syndrome）的疾病细胞模型中有效地实现了无义突变的功能修复，且脱靶Ψ编辑不会引起RNA编码信息及基因表达水平的变化，tRNA的过表达也不影响细胞整体tRNA表达水平。
图一、RESTART v3技术示意图
综上所述，近同源tRNA的过表达显著提高了RESTART系统的编辑效率及无义突变修复精准度，提升了RESTART系统在疾病治疗中的应用潜力。利用近同源tRNA与PTC中Ψ的碱基配对特性，RESTART v3系统从mRNA层面上有效地拓展了RNA单碱基编辑类型，并且避免了脱靶修饰导致的遗传信息改变，为新型RNA碱基编辑器的发展提供了新的策略与方向。
北京大学生命科学学院、核糖核酸北京研究中心伊成器教授为该论文的通讯作者，课题组博士研究生罗楠、博士后黄强、博士董利婷（已毕业）为共同第一作者。该工作得到北京市教委、科委、农业部和国家自然科学基金委等的资助。
全文链接： https://www.nature.com/articles/s41587-024-02165-8
