翻譯組研究技術(shù)進(jìn)展

魏康寧 崔俊霞 王夢蕾 王麗 李用芳

（河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新鄉(xiāng)453007）

1 翻譯組是蛋白組的最佳體現(xiàn)者

中心法則闡述了遺傳信息從DNA通過轉(zhuǎn)錄為RNA，再經(jīng)翻譯合成蛋白質(zhì)的基本生物學(xué)過程。信使RNA是蛋白質(zhì)合成的信息藍(lán)圖，基于高通量測序的轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)（RNA-Seq）可以反映細(xì)胞中mRNA的種類和數(shù)量，并且還可以檢測mRNA的序列變異和可變剪接［1-3］，因此RNA-Seq 被廣泛應(yīng)用于研究基因的表達(dá)水平，揭示動植物的生長發(fā)育和逆境脅迫應(yīng)答機(jī)理；尤其對基因組序列不太清楚的物種，可根據(jù)轉(zhuǎn)錄組序列推測蛋白質(zhì)的序列，對于開發(fā)和利用這些物種起到了很大的推動作用。蛋白質(zhì)是幾乎所有生理過程的實(shí)際執(zhí)行者，信使RNA到蛋白質(zhì)的翻譯過程受到轉(zhuǎn)錄后、翻譯水平調(diào)控的影響，翻譯后修飾和降解也會影響到蛋白質(zhì)的豐度。因此，轉(zhuǎn)錄組測序只能反映基因是否轉(zhuǎn)錄生成RNA，不能反映mRNA是否被翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì)以及翻譯水平。Maier等［4］對多個物種的轉(zhuǎn)錄組和蛋白組進(jìn)行比較研究后發(fā)現(xiàn)，mRNA水平與其編碼蛋白質(zhì)的量的相關(guān)系數(shù)R2的波動范圍在0.01-0.5之間。因此，mRNA水平不能作為判斷蛋白質(zhì)水平的依據(jù)。

蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法包括雙向電泳、基于抗體的免疫學(xué)檢測和質(zhì)譜方法。雙向電泳曾是蛋白組研究的主要技術(shù)，其利用等電點(diǎn)聚焦和SDS-PAGE相結(jié)合的方法將上千種不同的蛋白質(zhì)依據(jù)其等電點(diǎn)（PI）和分子量的大小進(jìn)行二維分離。該技術(shù)操作繁瑣，重復(fù)性不高，難以檢測到低豐度蛋白。此外，該技術(shù)對于難溶性蛋白及等電點(diǎn)極酸或極堿的蛋白的分離效果欠佳［5］。而基于抗體的免疫學(xué)檢測由于抗體只能識別蛋白質(zhì)的特殊表位，和蛋白質(zhì)特定序列相結(jié)合，因此抗體免疫學(xué)檢測存在一定的局限性。

隨著生物質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展和不斷成熟，質(zhì)譜技術(shù)是目前蛋白組研究中發(fā)展最快、也最具活力和潛力的技術(shù)。其基本原理是蛋白質(zhì)經(jīng)胰蛋白酶消化后變成多肽片段混合物，在質(zhì)譜儀中，具有不同質(zhì)量與電荷比值（即質(zhì)荷比，M/Z）的肽段分子被分開，經(jīng)過檢測器收集進(jìn)而確定肽段的M/Z值。通過與蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫中蛋白質(zhì)經(jīng)過胰蛋白酶消化后理論上產(chǎn)生的一級質(zhì)譜峰圖和二級質(zhì)譜峰圖進(jìn)行比對即可鑒定蛋白質(zhì)的種類和含量。質(zhì)譜技術(shù)具有靈敏度高、快速、能同時提供蛋白質(zhì)的鑒定、定量信息等優(yōu)點(diǎn)［6］。然而，質(zhì)譜在蛋白質(zhì)鑒定中也存在局限性，其解析度低，難以檢測到低豐度的蛋白；蛋白質(zhì)本身的物理和化學(xué)性質(zhì)也會影響質(zhì)譜檢測，如疏水性膜蛋白、結(jié)構(gòu)上對酶消化具有抗性的致密蛋白質(zhì)、易于降解的蛋白質(zhì)，則很難被檢測到［7］。此外，質(zhì)譜法只能鑒定已知的蛋白質(zhì)，對氨基酸序列非常相似的基因或同一基因不同剪切體產(chǎn)生的蛋白無法分辨，對新的或未知蛋白更是束手無策。

眾所周知，蛋白質(zhì)的合成需要通過翻譯進(jìn)行，由mRNA到蛋白質(zhì)的翻譯過程包括起始、延伸和終止3個階段。大量研究表明起始階段是蛋白質(zhì)合成的主要限速步驟［8-11］。在起始階段，核糖體40S小亞基首先識別 mRNA 5′ 端甲基化帽子，當(dāng)mRNA與小亞基結(jié)合后，攜帶有甲硫氨酸的tRNA（tRNAMet）通過反密碼子與mRNA中的首個AUG起始序列結(jié)合并進(jìn)入核糖體，隨后核糖體大亞基（60S）則與起始復(fù)合物相結(jié)合，形成完整的80S核糖體-mRNA起始復(fù)合物，肽鏈合成得以啟動。在肽鏈合成過程中，其他核糖體還可以陸續(xù)結(jié)合到該mRNA上形成多聚核糖體（Polyribosomes，polysome）。翻譯過程中核糖體-新生肽鏈復(fù)合物（Ribosome nascent-chain complex，RNC）中的mRNA即是能翻譯成蛋白的mRNA，而沒有形成復(fù)合物的mRNA，則無法被翻譯成蛋白質(zhì)。由此可見，翻譯水平調(diào)控在蛋白質(zhì)合成過程中的作用明顯大于轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控。

RNA定量和測序技術(shù)非常完善，通過高通量測序技術(shù)對正處于翻譯狀態(tài)的mRNA（翻譯組）進(jìn)行研究，既可以間接反應(yīng)蛋白質(zhì)的翻譯水平，又可以檢測到基因的可變剪接甚至發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)分子。因此，翻譯組是蛋白組的最佳體現(xiàn)者。研究翻譯組還有助于更好地闡釋從mRNA到蛋白質(zhì)之間翻譯水平調(diào)控機(jī)制研究。

2 翻譯組研究常用技術(shù)

由于mRNA與核糖體的結(jié)合是一種非共價結(jié)合，多聚核糖體復(fù)合物構(gòu)象非常脆弱，在細(xì)胞破碎過程中極易因?yàn)檎饎踊颦h(huán)境變化而發(fā)生解離，因此翻譯組研究難度較大，發(fā)展也相對滯后。多聚核糖體圖譜技術(shù)（Polysome profiling）是研究翻譯組的經(jīng)典技術(shù)，近年來發(fā)展起來的翻譯譜分析技術(shù)（RNC-RNASeq）、核糖體圖譜技術(shù)（Ribosome profiling）、核糖體親和純化技術(shù)（Ribosome affinity purification，RAP）是研究翻譯組的主要技術(shù)。

2.1 多聚核糖體圖譜技術(shù)

核糖體是細(xì)胞內(nèi)部密度最大的生物大分子，結(jié)合有不同數(shù)量核糖體的mRNA其沉降速率也不同。mRNA上結(jié)合的核糖體數(shù)目越多，在蔗糖密度梯度離心時其沉降速度越快。多聚核糖體圖譜技術(shù)正是利用了核糖體沉降系數(shù)較大的特性，用蔗糖密度梯度離心的方法將游離的RNA、40S核糖體小亞基、60S核糖體大亞基、經(jīng)過組裝的80S單核糖體以及結(jié)合有不同數(shù)目核糖體的mRNA分散到不同的蔗糖密度梯度溶液中。離心結(jié)束后從管底注入高密度的FluorinetTMFC-40，用密度梯度分離儀將不同密度的蔗糖溶液從頂部由低濃度到高濃度收集到不同試管中，同時檢測其在254 nm處的吸光值（圖1-A）［12］。

通常認(rèn)為mRNA上結(jié)合的核糖體數(shù)目越多表示該mRNA的翻譯狀態(tài)越活躍，因此一般將mRNA上結(jié)合≥2核糖體的蔗糖溶液合并代表多聚核糖體部分。將蔗糖溶液中的RNA進(jìn)行分離純化，通過比較mRNA在多聚核糖體部分（高濃度蔗糖溶液）和非多聚核糖體部分（低濃度蔗糖溶液）的比例，或者mRNA在多聚核糖體部分與總RNA（包括游離的RNA和與核糖體結(jié)合的RNA）的比例，則可判斷待測基因在細(xì)胞內(nèi)的翻譯狀況。多聚核糖體技術(shù)的優(yōu)勢還在于該方法可以根據(jù)結(jié)合的核糖體數(shù)目不同將各組分分別收集加以研究。當(dāng)研究少數(shù)基因時可以采用Northern印跡或qRT-PCR技術(shù)進(jìn)行檢測，若針對整個翻譯組水平的檢測則可以采用基因芯片（Microarray），或者通過構(gòu)建翻譯組RNA-Seq文庫、高通量測序分析［13-15］。

多聚核糖體技術(shù)被廣泛用來研究動物、植物及酵母細(xì)胞的mRNA的翻譯狀況及在逆境脅迫下的翻譯應(yīng)答。例如，培養(yǎng)液碳源改變時釀酒酵母會迅速調(diào)整翻譯的基因和翻譯水平以適應(yīng)碳源的改變［16］；正常細(xì)胞和癌細(xì)胞隨著其內(nèi)部或者外在條件不同，其翻譯狀態(tài)有所差異［17-18］；高等哺乳動物在細(xì)胞組織缺氧［19］、病毒感染［20］等脅迫下均會導(dǎo)致翻譯組水平發(fā)生變化。紫外線照射會激發(fā)細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)應(yīng)答機(jī)制，Powley等［21］應(yīng)用多聚核糖體技術(shù)發(fā)現(xiàn)哺乳動物細(xì)胞可通過選擇性募集編碼DNA修復(fù)酶的mRNA進(jìn)行翻譯。脊髓性肌萎縮癥（SMA）是一種由于SMN蛋白不足引起的神經(jīng)肌肉疾病，但是其發(fā)病機(jī)制不詳。通過對SMA小鼠進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組和翻譯組（多聚核糖體技術(shù)）的比較研究，Bernabò 等［22］發(fā)現(xiàn)在疾病早期，一系列RNA的翻譯已發(fā)生了明顯的變化，揭示了SMN蛋白不足導(dǎo)致機(jī)體翻譯水平的改變是造成SMA的主要原因。

圖1 翻譯組研究技術(shù)流程

蛋白質(zhì)翻譯是生物體內(nèi)最消耗能量的過程，應(yīng)用多聚核糖體技術(shù)，Puckette等［23］發(fā)現(xiàn)對臭氧敏感和不敏感的植物Medicago品種在翻譯水平上對臭氧脅迫應(yīng)答的差異，并發(fā)現(xiàn)不敏感的品種在臭氧脅迫下mRNA上結(jié)合的核糖體數(shù)目很快減少，有利于植物蓄積能量抵抗臭氧導(dǎo)致的氧化脅迫。擬南芥在缺氧條件下蛋白質(zhì)翻譯受到抑制，與之相應(yīng)的是mRNA上結(jié)合的核糖體的數(shù)目明顯減少，而核糖體單體數(shù)目明顯增加［24］。我們對水稻耐鹽品種Pokkali和不耐鹽品種 IR29幼苗在正常生長條件和鹽脅迫下轉(zhuǎn)錄組和翻譯組進(jìn)行了比較研究［25］。發(fā)現(xiàn)Pokkali光合作用相關(guān)基因被鹽脅迫抑制的程度明顯低于IR29，抗氧化脅迫和保持細(xì)胞膜完整性能力明顯優(yōu)于IR29；兩個品種中均有大量基因在轉(zhuǎn)錄水平受鹽脅迫調(diào)控，但在翻譯水平上無顯著應(yīng)答，反之，也有相當(dāng)數(shù)目基因在翻譯水平受鹽脅迫調(diào)控，但在轉(zhuǎn)錄水平上無顯著改變。這些數(shù)據(jù)充分說明了基因轉(zhuǎn)錄水平的變化并不一定會導(dǎo)致其編碼蛋白的量發(fā)生相應(yīng)的變化，從而顯示了翻譯組研究的重要性。

盡管多聚核糖體圖譜技術(shù)是研究翻譯組的經(jīng)典技術(shù)，但該技術(shù)需要專用且昂貴的儀器設(shè)備（如超速冷凍離心機(jī)和密度梯度分離系統(tǒng)），且操作過程繁瑣，不能同時處理多個樣本，因此限制了該方法的廣泛使用［15］。由于蔗糖密度梯度離心的體積比較大，細(xì)胞裂解液被稀釋，溶液中高濃度的蔗糖對RNC-mRNA 的純化也不利，導(dǎo)致RNC-mRNA的回收效率低；由于該技術(shù)基于復(fù)合體的沉降系數(shù)，多聚核糖體溶液部分可能會含有其他高分子量復(fù)合物，如脂筏，假多聚核糖體等［26］。此外，該技術(shù)需要樣本相對較大也限制了該技術(shù)的應(yīng)用。值得我們注意的是先前許多學(xué)者認(rèn)為mRNA翻譯的活躍程度與其上結(jié)合的核糖體數(shù)目呈正相關(guān)性，然而近年來的研究表明這一結(jié)論并不完全成立。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)翻譯到mRNA的某一位置停止或暫停時，也可導(dǎo)致該位置上游核糖體密集［27］。而有些 mRNA上只結(jié)合有單個核糖體，但其翻譯異常活躍，如在HEK293細(xì)胞和處于富營養(yǎng)培養(yǎng)基上的對數(shù)生長期的大腸桿菌中，核糖體單體占主導(dǎo)地位；將這些核糖體單體分離出來再放置于無細(xì)胞翻譯體系中，蛋白質(zhì)翻譯可以繼續(xù)進(jìn)行［28-30］。表明mRNA的翻譯狀況與結(jié)合上去的核糖體數(shù)量的線性關(guān)系并不總是成立。

2.2 翻譯譜分析技術(shù)

mRNA翻譯的活躍程度與其上結(jié)合的核糖體數(shù)目并不總呈正相關(guān)性，因此只要mRNA與核糖體結(jié)合，即表明其處于翻譯狀態(tài)?；谠摾碚?013年張弓實(shí)驗(yàn)室［3］開發(fā)了翻譯譜分析技術(shù)（RNC-RNASeq）。與多聚核糖體圖譜技術(shù)不同的是該技術(shù)采用單一濃度的蔗糖溶液。將細(xì)胞裂解液轉(zhuǎn)移到濃度為30%的蔗糖溶液上，用超速冷凍離心機(jī)在4℃下以185 000×g超速離心5 h，核糖體組分將會與游離的mRNA分離，核糖體及其結(jié)合的mRNA沉淀于離心管底部，隨后對其抽提即可得到相應(yīng)的RNC-mRNA組分（圖1-B）。進(jìn)一步采用高通量測序技術(shù)或基因芯片技術(shù)（Microarray）進(jìn)行分析，可以得到與核糖體結(jié)合的mRNA信息。Zhong 等［31］研究正常支氣管上皮細(xì)胞和直腸腺癌Caco-2細(xì)胞的翻譯組時發(fā)現(xiàn)了1 397個RefSeq數(shù)據(jù)庫中被標(biāo)注為非編碼RNA的基因，這些非編碼RNA很可能被翻譯成小分子蛋白或肽段。

與多聚核糖體圖譜技術(shù)相比，RNC-RNA-Seq技術(shù)比較簡便，RNA回收容易，得率高。但該技術(shù)離心后的沉淀物中不僅包含單個核糖體，多聚核糖體，還包括核糖體成分（如40S、60S 核糖體亞基），以及其他高分子量復(fù)合物，若要研究結(jié)合不同數(shù)量核糖體的mRNA時該方法無法實(shí)施。

2.3 核糖體圖譜技術(shù)

20世紀(jì)60年代人們就注意到蛋白質(zhì)合成過程中核糖體保護(hù)的mRNA片段可以免受RNA酶的降解作用［32-34］。2009 年 Weissman 課題組［35］首次將高通量測序技術(shù)應(yīng)用于研究釀酒酵母核糖體保護(hù)的RNA 片 段（Ribosome protected fragments，RPFs），即核糖體圖譜技術(shù)（Ribosomal profiling），該技術(shù)的原理是采用RNase I對細(xì)胞裂解液進(jìn)行處理，游離的、暴露的RNA片段被降解，而被核糖體保護(hù)的RNA片段則不受RNase I的影響。酶解后的核糖體單體及其保護(hù)的RNA片段既可通過多聚核糖體圖譜技術(shù)相似的方法獲得，即將處理液通過10%-50%的蔗糖梯度進(jìn)行冷凍超速離心，梯度分離時僅僅收集單核糖體，也可采用1 mol/L的蔗糖。

緩沖溶液作為墊層冷凍超速離心，核糖體及其保護(hù)的22-30 nt的RPFs片段位于沉淀部分。提取RNA片段，再去除其中的 rRNA，即得到核糖體保護(hù)的處于翻譯狀態(tài)的mRNA片段（圖1-C），將其構(gòu)建成cDNA文庫，再經(jīng)高通量測序和生物信息學(xué)分析，由此得到每個轉(zhuǎn)錄本上核糖體的精準(zhǔn)分布，并用于評估該轉(zhuǎn)錄本翻譯的活躍程度，該技術(shù)也被稱為Ribo-Seq［36］。由于核糖體圖譜技術(shù)的定位準(zhǔn)確度高，能準(zhǔn)確地反映出究竟是哪一個閱讀框被翻譯了，因此，可以通過該技術(shù)研究程序性框移和終止密碼子通讀等現(xiàn)象［37］。該技術(shù)自發(fā)明以來已經(jīng)在酵母、動物以及植物中被廣泛應(yīng)用。由于核糖體圖譜技術(shù)檢測的是蛋白質(zhì)的編碼序列，應(yīng)用該技術(shù)不僅揭示了許多先前沒有發(fā)現(xiàn)的開放閱讀框（ORF），甚至發(fā)現(xiàn)一些非編碼長鏈RNA也可被翻譯，還發(fā)現(xiàn)了mRNA 5′ 端非編碼區(qū)的異常翻譯情況（uORFs）以及許多潛在的非AUG起始的編碼序列［35，37］。真核生物的基因轉(zhuǎn)錄有明顯的晝夜節(jié)律特性，Janich等［38］利用該技術(shù)研究小鼠肝臟細(xì)胞不同時段的翻譯組，發(fā)現(xiàn)150個基因的翻譯呈現(xiàn)明顯的生物鐘節(jié)律，主要生物鐘相關(guān)基因的翻譯水平的變化比轉(zhuǎn)錄水平能更好闡釋生物鐘的特征。

雖然核糖體圖譜技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)操作相對比較復(fù)雜，對樣本的需求量大，測序偏好性強(qiáng)，成本較高，而且影響RPF的因素眾多，如RNase I可降解單鏈RNA片段，而雙鏈RNA則不受影響；此外，RNA結(jié)合蛋白也可保護(hù)其結(jié)合區(qū)域的RNA不受RNase I的降解而存留下來，但這些片段并不是處于被翻譯的狀態(tài)［39］；該技術(shù)檢測的是蛋白質(zhì)的編碼區(qū)域，因此無法獲得對翻譯起調(diào)控作用的UTR的信息。

2.4 核糖體親和純化技術(shù)

從生物體內(nèi)分離特定組織和細(xì)胞時極易受到周圍組織的污染，因此組織或細(xì)胞水平的翻譯組研究報道尚非常有限，近年來發(fā)展起來的核糖體親和純化技術(shù)（Ribosome affinity purification RAP，或Translating RAP，TRAP）使這一難題得到有效解決。TRAP是由Gerber課題組于2002年發(fā)表［27］，最初是在核糖體大亞基的L25（RPL25p）蛋白質(zhì)的C端連接上親和標(biāo)簽（如His、FLAG和eGFP等），后來又采用RPL16a進(jìn)行C端標(biāo)記，這些帶有標(biāo)簽的核糖體蛋白基因可以被組織特異性啟動子啟動；通過再轉(zhuǎn)化獲得穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化細(xì)胞系、動植物個體，再通過抗體將含有標(biāo)簽的核糖體進(jìn)行分離，進(jìn)一步得到標(biāo)簽核糖體上結(jié)合的mRNA（圖1-D），采用microarray或RNA-Seq技術(shù)進(jìn)一步對其進(jìn)行測序分析［40］，該方法分離的核糖體既可以來自單個核糖體又可以來自多聚核糖體。

該技術(shù)最初在單細(xì)胞生物酵母中應(yīng)用，很快被應(yīng)用于動物和植物特定組織或細(xì)胞翻譯組研究［41］。在植物中，TRAP最初是由Bailey-Serres實(shí)驗(yàn)室［42］在擬南芥中建立。他們用與發(fā)育相關(guān)的啟動子啟動FLAG-RPL18的表達(dá)，采用microarray技術(shù)對擬南芥幼苗中21種不同類型細(xì)胞在正常和缺氧條件下的翻譯組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞、器官、植物體不同部位在翻譯水平上對缺氧脅迫應(yīng)答的特異性基因［43］；該課題組采用深度測序方式對擬南芥花原基和花的不同部位的轉(zhuǎn)錄組和翻譯組進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)在內(nèi)含子剪接以及翻譯過程中廣泛存在的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，同時發(fā)現(xiàn)了與多聚核糖體結(jié)合的一類新的非編碼RNA，豐富了植物蛋白翻譯過程的調(diào)控機(jī)理。

油菜素內(nèi)酯（BR）既可促進(jìn)又可延緩植物根部干細(xì)胞的分裂，為探究其內(nèi)在機(jī)理，Vragovic等［44］利用TRAP技術(shù)研究擬南芥根部不同區(qū)域翻譯組，發(fā)現(xiàn)BR在根頂端分生區(qū)和基部分生區(qū)的作用相反。BR誘導(dǎo)的基因主要在基部分生區(qū)的表皮細(xì)胞中表達(dá)，而受BR抑制的基因主要在根頂端分生區(qū)的中柱中表達(dá)。在動物中，TRAP首先在小鼠中建立［45-46］。Heintz實(shí)驗(yàn)室［45］使用 bacTRAP 轉(zhuǎn)基因小鼠在不同的神經(jīng)元細(xì)胞中驅(qū)動RPL10- eGFP的表達(dá)，隨后用GFP抗體進(jìn)行親和純化eGFP標(biāo)記的核糖體，用microarray技術(shù)對eGFP標(biāo)記核糖體上的mRNA進(jìn)行分析。Heiman等［47］對24種中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的翻譯組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了上千種細(xì)胞特異性表達(dá)的mRNA，而這些mRNA在采用組織塊進(jìn)行研究時很難被檢測到，充分顯示了TRAP在研究不同細(xì)胞類型中基因表達(dá)方面的優(yōu)勢。核糖體親和純化技術(shù)主要用于對特定組織中的翻譯組進(jìn)行研究，但是其應(yīng)用的前提是必須建立能穩(wěn)定表達(dá)含有標(biāo)簽核糖體蛋白的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞株或轉(zhuǎn)基因動植物，因此該技術(shù)當(dāng)前主要是在模式生物中應(yīng)用［48］。

以上介紹了多聚核糖體圖譜技術(shù)，翻譯譜分析技術(shù)、核糖體圖譜技術(shù)、核糖體親和純化技術(shù)的特點(diǎn)，每種方法均有各自的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，4種方法的比較見表1。近年來翻譯組學(xué)發(fā)展較快，技術(shù)也在不斷完善，但4種技術(shù)面臨的共同問題是無法區(qū)分翻譯活躍的核糖體和處于停滯狀態(tài)的核糖體。如果在翻譯的過程中核糖體暫?；蛲趍RNA某個位置時，該位置上游核糖體聚集，RPFs的豐度將會非常高，但該區(qū)域翻譯活躍程度并不高。為克服這些缺點(diǎn)，Clamer等［49］利用嘌呤霉素——一種氨基核苷類抗生素，能夠結(jié)合核糖體和新生肽鏈的特點(diǎn)，在核糖體圖譜技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出RiboLace 技術(shù)。該技術(shù)特點(diǎn)是首先合成一種嘌呤霉素的類似物3P，該分子既具有嘌呤霉素能結(jié)合處于翻譯活性狀態(tài)核糖體的特點(diǎn)，分子表面又有生物素基團(tuán)，因此可采用pull-down技術(shù)將真正處于翻譯狀態(tài)的核糖體與處于翻譯停滯狀態(tài)的核糖體進(jìn)行有效分離。該技術(shù)還具有操作簡便，需要材料少的優(yōu)勢。盡管多聚核糖體技術(shù)主要用于研究生物個體或組織中的翻譯組學(xué)，Seimetz等［50］成功將該技術(shù)用于研究哺乳動物特定細(xì)胞類型中的翻譯組學(xué)。

表1 翻譯組研究技術(shù)比較

3 總結(jié)與展望

蛋白質(zhì)是細(xì)胞功能的主要承擔(dān)者，當(dāng)前蛋白質(zhì)組的主流檢測方法可以對蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定和定量，但其精度和深度遠(yuǎn)不及翻譯組測序，而翻譯組研究不受蛋白質(zhì)理化性質(zhì)的影響，可作為基因翻譯的證據(jù)，其覆蓋率也強(qiáng)。更重要的是，翻譯組學(xué)豐富了蛋白質(zhì)的種類。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)在RNC-mRNA中存在一些非編碼RNA，其中一些非編碼基因翻譯出來的小分子蛋白質(zhì)或肽段可能具有重要的調(diào)控功能。因此，翻譯組學(xué)研究越來越引起廣大學(xué)者的關(guān)注及應(yīng)用。翻譯組學(xué)也將加快蛋白組學(xué)的研究，并對蛋白組學(xué)研究進(jìn)行重要的補(bǔ)充和完善。

翻譯調(diào)控作為重要的調(diào)控機(jī)制，使得生物在面對生物脅迫或非生物脅迫時做出快速靈敏的反應(yīng)以調(diào)節(jié)機(jī)體生理狀態(tài)，提高自身的存活率。這一點(diǎn)恰恰體現(xiàn)了翻譯調(diào)控對生物本身的重要性。從基因組到轉(zhuǎn)錄組的調(diào)控機(jī)理研究得較為清楚，而從轉(zhuǎn)錄組到蛋白組的調(diào)控機(jī)理研究還非常薄弱，而翻譯組恰恰是連接轉(zhuǎn)錄組和蛋白組的橋梁。當(dāng)前的翻譯組學(xué)的研究還處于起始階段，隨著研究的深入，翻譯組學(xué)將會揭示翻譯過程中的奧秘，所以翻譯組學(xué)研究將會豐富和完善分子生物學(xué)理論，對生物學(xué)發(fā)展具有重要的意義。