方案概览
这个方案面向感染与免疫研究，同时刻画 tRNA 表达、tRNA 修饰与 tRF/tiRNA 群体：用 tRNA 测序与 tRF&tiRNA 测序看表达与片段变化，用 tRNA 氨酰化测序一次拿到表达、修饰与氨酰化，用 LC-MS 修饰检测定量整体修饰水平，用于研究宿主-病原互作与免疫调控。
稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）在水稻细胞中效应蛋白的非经典分泌受 tRNA 修饰与密码子使用控制 [1]；辣椒疫霉（Phytophthora capsici）侵染会引起黑胡椒中 tRNA 修饰及其相关候选基因的动态变化 [2]；Elp3 介导的密码子依赖型翻译促进 mTORC2 激活并调控巨噬细胞极化 [3]。
反密码子改造的 tRNA（tRNA(SUAG)）通过促进核心蛋白降解抑制乙肝病毒复制 [4]。方案把 tRNA 测序、tRF&tiRNA 测序与 tRNA 修饰分析（LC-MS、修饰测序、氨酰化测序）组合起来，刻画这些与感染和免疫相关的 tRNA 动态变化。
服务一览
| 服务 | 在这个方案中的作用 |
|---|---|
| tRF&tiRNA 测序 | 感染与免疫过程中的 tRF/tiRNA 表达 |
| tRNA 测序 | 全谱 tRNA 表达检测 |
| tRNA 氨酰化测序（mim-tRNA-Seq） | 一次检测 tRNA 表达、修饰与氨酰化 |
| LC-MS tRNA 修饰检测 | 同时定量 55 种核苷修饰，比较感染与对照 |
上表中的检测均由数谱生物提供，可以单独使用，也可以按课题所处阶段组合。
方案优势
为什么用这套方案做感染与免疫研究
- 贴合病原生物学：可刻画植物与人类病原相关的 tRNA 变化，包括效应蛋白分泌调控
- tRNA 多组学：tRNA 氨酰化测序一次给出表达、修饰与氨酰化
- 密码子依赖型翻译：关注 Elp3 介导的密码子依赖型翻译与免疫细胞调控
- 整体修饰定量：LC-MS 定量感染组与对照组之间 55 种核苷修饰的差异
- 抗病毒研究支持：为改造型 tRNA 研究提供表达与修饰层面的读数
- 组合灵活：测序、LC-MS 与芯片可组合成完整的宿主-病原研究方案
背景介绍
tRNA 及其修饰正在成为宿主-病原互作的调节者。稻瘟病菌在水稻细胞中效应蛋白的非经典分泌受 tRNA 修饰与密码子使用控制 [1]；辣椒疫霉侵染会引起黑胡椒中 tRNA 修饰及其相关候选基因的动态变化 [2]。
在免疫方面，Elp3 介导的密码子依赖型翻译促进 mTORC2 激活并调控巨噬细胞极化 [3]；造血过程中 tRNA 修饰酶 Elp3 缺失会激活依赖 p53 的抗肿瘤检查点 [5]。
tRF 与 tiRNA 在感染背景下承担多种生物学功能；改造的 tRNA（tRNA(SUAG)）通过促进核心蛋白降解抑制乙肝病毒复制 [4]。
实验与数据分析流程
从感染或免疫模型到 tRNA 层面的读数
样本与 RNA 质检保留小 RNA 的提取与严格 QC
表达谱检测tRNA 测序与 tRF&tiRNA 测序
修饰分析LC-MS 整体定量或氨酰化测序
生信分析差异表达、差异修饰与统计
整合解读与感染表型、免疫指标交叉解读
生物信息与交付
每个服务都包含详细的生物信息分析，便于把 tRNA 层面的变化与生物学、疾病和标志物应用联系起来。
- tRNA 与/或 tRF&tiRNA 差异表达结果表（含详细注释）
- tRNA 差异修饰分析与修饰热图（tRNA 氨酰化测序）
- LC-MS 原始与归一化峰数据及色谱图
- 火山图与可直接使用的图表
- tRF&tiRNA 亚型分析
研究应用
宿主-病原互作与免疫方向的研究应用
- 植物病原效应蛋白：tRNA 修饰与密码子使用控制调控稻瘟病菌效应蛋白的非经典分泌（Nat Microbiol, 2023）
- 卵菌侵染：辣椒疫霉侵染引起黑胡椒中 tRNA 修饰的动态变化（Comput Struct Biotechnol J, 2022）
- 巨噬细胞极化：Elp3 介导的密码子依赖型翻译促进 mTORC2 激活并调控巨噬细胞极化（EMBO J, 2022）
- 抗病毒 tRNA：反密码子改造的 tRNA 通过促进核心蛋白降解抑制乙肝病毒复制（Adv Sci, 2025）
- 造血与免疫：tRNA 修饰酶 Elp3 缺失在造血过程中激活依赖 p53 的抗肿瘤检查点（J Exp Med, 2021）
- 感染标志物：感染过程中 tRNA 与 tRF&tiRNA 的表达变化可作为感染状态与免疫响应的观察指标
方案选择对照
| 对比维度 | tRF&tiRNA 测序 | tRNA 测序 | tRNA 氨酰化测序 | LC-MS 修饰检测 |
|---|---|---|---|---|
| 主要输出 | tRF/tiRNA 表达 | tRNA 表达 | 表达、修饰与氨酰化 | 55 种核苷修饰 |
| 更适合 | 感染中的小 RNA 响应 | tRNA 库变化 | tRNA 多组学整合 | 整体修饰状态 |
| 分辨率 | 片段层面 | 基因层面 | 单碱基（预测） | 核苷层面 |
常见问题
tRNA 修饰如何参与宿主-病原互作？
tRNA 修饰与密码子使用控制调控稻瘟病菌效应蛋白在水稻细胞中的非经典分泌；辣椒疫霉侵染会引起黑胡椒中 tRNA 修饰的动态变化。LC-MS 与修饰测序用于刻画感染过程中的这些定量变化。
哪些服务适合免疫细胞的 tRNA 研究？
Elp3 介导的密码子依赖型翻译调控巨噬细胞极化。tRNA 测序给出表达变化，tRNA 氨酰化测序补充修饰与氨酰化层面，tRF&tiRNA 测序捕获免疫细胞中的 tRNA 衍生小 RNA 响应。
方案能支持抗病毒 tRNA 研究吗？
可以。反密码子改造的 tRNA（tRNA(SUAG)）通过促进核心蛋白降解抑制乙肝病毒复制；tRNA 表达与修饰层面的检测可为改造型 tRNA 及其抗病毒机制研究提供定量读数。
生物信息分析包含哪些内容？
测序项目包含带详细注释的差异表达、亚型分析与火山图；tRNA 氨酰化测序额外包含差异修饰与氨酰化分析；LC-MS 项目包含原始与归一化峰数据、色谱图以及样本间的差异修饰。
能否与其它服务组合？
可以。tRNA 修饰测序（m¹A / m³C / m¹G / m²,²G、m⁷G、m³C）、tRNA PCR 芯片等服务都可以叠加，把感染生物学与表观转录组调控、免疫研究放在一个课题设计里。
参考文献
- [1] Li G, et al. Unconventional secretion of Magnaporthe oryzae effectors in rice cells is regulated by tRNA modification and codon usage control. Nature Microbiology, 2023. PMID: 37563288
- [2] Usha A, et al. Phytophthora capsici infection causes dynamic alterations in tRNA modifications and their associated gene candidates in black pepper. Computational and Structural Biotechnology Journal, 2022. PMID: 36420148
- [3] Chen D, et al. Elp3-mediated codon-dependent translation promotes mTORC2 activation and regulates macrophage polarization. The EMBO Journal, 2022. PMID: 35920020
- [4] Yang X, et al. Anticodon Engineered Transfer RNA (tRNA(SUAG)) Inhibits Hepatitis B Virus Replication by Promoting the Degradation of Core Protein. Advanced Science, 2025. PMID: 40940305