中国科学院生物物理研究所方显杨研究组与合作者首次运用单分子荧光共振能量转移（smFRET）技术，系统探究了结核分枝杆菌ileS T-box核糖开关的结构动态，揭示了其在共转录水平鉴别tRNA 3?末端氨酰化状态、调控翻译起始过程的分子机制，为深入理解RNA-RNA相互作用的功能机制及新型抗生素开发提供了重要理论支撑。相关论文11月25日发表于《自然-通讯》。
T-box核糖开关是一类重要的基因调控元件，对维持细菌生长平衡至关重要。由于该元件在细菌中普遍存在而在哺乳动物中尚未发现，针对T-box核糖开关的药物设计已成为新型抗生素研发的重要方向。T-box的功能实现高度依赖其三维结构与构象动态特征。尽管科研人员已成功解析多种T-box-tRNA复合物的静态三维结构，但T-box如何精准鉴别不同氨酰化状态的tRNA，并启动后续转录或翻译调控的构象动态机制，长期以来仍是领域内亟待解决的关键科学问题。
研究团队基于NaM-TPT3非天然碱基系统，近期成功开发长链RNA位点特异性标记技术，这一技术突破为全长T-box的构象动态研究奠定了基础。基于上述系列发现，研究团队提出T-box核糖开关的共转录调控模型，首次系统阐明了其在转录过程中分步识别tRNA、鉴别氨酰化状态、动态切换构象并最终调控基因表达的完整动态过程。
中国科学院生物物理研究所方显杨研究员和清华大学生命科学学院陈春来副教授为该论文的共同通讯作者，清华大学已出站博士后牛晓林、新疆大学联培博士生蔡珊珊为共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市生物结构前沿研究中心、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、中国博士后科学基金以及清华大学“水木学者”计划的经费支持。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65388-6
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