这条链路把代谢物、核糖体暂停与分化命运直接连在一起，也提示可以通过靶向 GLUL/GLS 调节翻译暂停，为肥胖干预提供了新的思路。 《Nature Communications》（IF: 15.7），2025 年 4 月
期刊与年份：《Nature Communications》（IF: 15.7），2025 年 4 月
主要结论：研究首次把米色脂肪分化中的两条代谢—翻译通路讲清楚：一条是 OXPHOS 翻译下调与 TCA 上调协同重塑线粒体代谢活性，另一条是谷氨酸代谢重塑导致氨酰化 Glu-tRNA 不足、核糖体暂停增强，从而抑制细胞骨架基因的翻译。
研究中的氨酰化 mim-tRNA-seq 与 Ribo-seq 由数谱生物提供技术服务。
研究背景
产热脂肪细胞（棕色与米色）通过解偶联呼吸消耗能量产热，对改善肥胖有帮助，但它们在分化过程中如何建立起代谢与形态特征，了解得并不多。传统研究多盯转录调控，可 mRNA 水平并不能完全反映蛋白丰度——翻译层面的调控同样关键，而代谢物又会反过来影响基因表达。产热脂肪分化过程中翻译活性有多强、代谢与翻译之间怎么互相牵制，此前缺少系统评估。
研究设计与方法
韩国光州科学技术院等单位的研究把 氨酰化 mim-tRNA 检测、Ribo-seq、RNA-seq 与蛋白质组学组合起来，定量米色脂肪分化第 0、4、8 天的总 RNA、翻译中的 RNA 与蛋白质水平。成果 2025 年 4 月发表于《Nature Communications》（IF: 15.7）。研究中的氨酰化 mim-tRNA-seq 与 Ribo-seq 由数谱生物提供技术服务。
主要发现
一、OXPHOS 复合物的翻译在分化中减弱。三组学数据显示，翻译效率显著变化的基因，其总 RNA 与蛋白水平变化并不同步，而翻译中的 mRNA 与蛋白水平一致增减（图1B）；GSEA 与 PPI 分析显示 OXPHOS 复合物组分基因的翻译在分化中减弱、蛋白随之降低（图1C），说明蛋白表达主要由翻译层面决定。
图1. 米色脂肪细胞分化过程中代谢与翻译相互调控的模型。
二、翻译调控重塑 OXPHOS 与 TCA 的蛋白平衡。线粒体翻译被抑制时，由 mtDNA 参与编码的复合物 I、III、IV、V 选择性下调，而核编码的复合物 II 不受影响（图2A、2B）；抑制线粒体翻译还会同时压低这些复合物的核基因与线粒体基因表达（图2C）。产热脂肪细胞中复合物 I、III、IV、V 组分翻译普遍下调，而复合物 II 里 TCA 相关基因的翻译显著升高（图2D）——翻译调控把两者的蛋白平衡重新分配了。
图2. 米色脂肪细胞分化过程中OXPHOS复合物翻译效率降低。
三、谷氨酸密码子处核糖体暂停抑制骨架基因翻译。Ribo-seq 显示分化过程中谷氨酸（Glu）密码子处核糖体暂停增强、延伸受阻（图3A）；代谢侧表现为 Glu 向 Gln 转化增强、Glu/Gln 比值下降（图3B），氨酰化 mim-tRNA 检测发现氨酰化 Glu-tRNA 减少（图3C），提示氨酰化 tRNA 供应不足正是暂停的原因。抑制 Glu 合成会优先影响含 Glu 密码子的基因（多为细胞骨架相关），使其蛋白合成受抑、mRNA 稳定性下降，肌动蛋白聚合解聚（图3D）；阻断 Glu 合成或破坏肌动蛋白聚合都会影响分化（图3E）。
图3. 翻译调控改变了OXPHOS和TCA循环的蛋白平衡
这项工作的意义
研究首次把米色脂肪分化中的两条代谢—翻译通路讲清楚：一条是 OXPHOS 翻译下调与 TCA 上调协同重塑线粒体代谢活性，另一条是谷氨酸代谢重塑导致氨酰化 Glu-tRNA 不足、核糖体暂停增强，从而抑制细胞骨架基因的翻译。这条链路把代谢物、核糖体暂停与分化命运直接连在一起，也提示可以通过靶向 GLUL/GLS 调节翻译暂停，为肥胖干预提供了新的思路。
图4. 分化过程中谷氨酸密码子核糖体暂停增强抑制细胞骨架基因翻译