9月27日，北京大学生命科学学院陆剑教讲课题组与配合者在Nature Communications发表题为“Genome-wide impact of codon usage bias on translation optimization in Drosophila melanogaster”的商论说文。针对密码子使用偏好性的翻译调控作用bad news 丝袜，商议录取黑腹果蝇看成形态生物，蚁合质谱、核糖体图谱等技能数据，系统揭示了真核生物中优化的密码子具有更高的翻译准确率和延长速率这一风光，同期发现黑腹果蝇群体中从非优化的密码子向优化的密码子发生的同义突变受到凡俗的正向选拔，进展了真核生物中密码子使用偏好性对翻译的调控和密码子优化的演化轨则。
mRNA翻译是细胞内最蹙迫的生理行为之一，其准确率和成果径直影响卵白质的结构与功能。比较DNA复制与转录，翻译罪行出现得更为时时，在卵白质合成历程中，每个氨基酸残基被罪行地翻译成另一种氨基酸的概率约为10-3到10-4。翻译罪行可能导致卵白质罪行折叠、功能丧失等问题。密码子使用偏好性（Codon usage bias，CUB）是指编码团结个氨基酸的同义密码子在基因组中的使用并非立地，而是具有偏好性。虽然一般以为，优化的密码子（即高频使用的密码子）对应着更高的翻译成果，这可能是因为优化密码子对应的tRNA品貌较高，因此或者加速翻译延长的速率。另一方面，优化的密码子可能具有更高的翻译准确率。早在1994年，Akashi提倡假说，指出优化的密码子相较于其他密码子有更低的翻译罪行率，即更少的罪行。这一假说的表面基础是，当然选拔可能偏好那些或者最小化翻译罪行的密码子。但是，受技能妙技松手，援救该假说的实考笔据历久不及，且短少系统性的梳理。此外，现时对密码子优化与卵白质翻译成果及准确性三者之间的具体关连尚未达成共鸣。因此，亟需进展密码子使用偏好性在基因组标准上对真核生物翻译的详细影响。
图1 翻译罪行的检测。a. 关于翻译罪行这一风光的图示讲明；b. 黑腹果蝇不相同本中翻译罪行位点数目的统计
针对翻译准确率，商议使用质谱分析标准，对黑腹果蝇卵白组中的翻译罪行风光进行了描述（图1），并基于密码子使用偏好性进一步探索了翻译罪行位点的性质。商议发现，优化的和非优化的密码子在卵白组中的叛逆衡取样（sampling imbalance）会对翻译罪行的检测产生骚动，即：由于翻译罪行的小概随心和非优化密码子的珍稀性，有更多的非优化密码子本色未能被检测到有翻译罪行风光。针对这一问题，商议领受了三种不同的标准，使用降采样和夹杂线性模子等标准狡计了翻译罪行率，并对其与密码子使用之间的关连进行了探究（图2）。三种标准得回一致的结果，即优化的密码子具有更低的翻译罪行率。
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图2 翻译罪行率的比较。a. 使用降采样比较优化和非优化密码子的翻译罪行率；b. 使用夹杂线性模子进行翻译罪行率对密码子优化进度的总结；c. 录取(b)中的某一样本为例；d. 使用夹杂线性模子进行相对翻译罪行率对密码子优化进度的总结
针对翻译成果，商议进一步基于黑腹果蝇核糖体图谱数据，在基因组标准上比较了不同密码子之间的延长速率。商议发现，优化的密码子多量比非优化的密码子有更低的核糖体遮蔽度，且优化的/非优化的密码子多量在核糖体遮蔽度最低/最高的位点富集（图3）。而更低的核糖体遮蔽度则对应着更快的延长速率。一言以蔽之，商议标明了优化的密码子具有更高的翻译延长速率这一轨则在不同黑腹果蝇发育阶段/组织中是凡俗适用的。至此，商议进展高优化进度的密码子在翻译历程中“又快又准”——具有更低的翻译罪行率和更高的延长速率。
图3 通过比较核糖体遮蔽度比较翻译延长速率。a. 核糖体遮蔽度的狡计标准；b. 优化/非优化的密码子的核糖体遮蔽度对比；c. 对核糖体遮蔽度最高/低的位点的录取；d-e. 优化/非优化密码子在核糖体遮蔽度最低/高的位点中的富集
综上，本商议以黑腹果蝇为商议对象，通过质谱分析对翻译罪行位点过火性质进行了描述；在基因组标准上系统揭示了真核生物物种中翻译准确率、翻译延长速率与密码子使用偏好性的关连；并对当然选拔与密码子优化之间的关连进行了探究。该商议加深了在翻译调控的商议畛域中关于密码子使用偏好性的谐和；为针对翻译历程、翻译对细胞功能的影响及密码子适当与演化的关连等商议提供了基础；也为基因裁剪、卵白质假想与合成、药物建造等技能责任提供了表面指令。
陆剑、中山大学杨建荣扶植为该论文的共同通信作家bad news 丝袜。北京大学生命科学学院终了业博士生吴鑫凯、2021级本科生徐梦泽为该论文的共同第一作家。该责任得回了国度科技部、国度当然科学基金委、北京市当然科学基金委、北京大学生命科学学院启东翻新基金等机构和项指标支握。