背靠背2篇《Cell》！核糖体翻译完不直接走，还要“穿行”膜上再出发
2026-09-29
4375
细菌要存活，最关键的一步是把mRNA翻译成蛋白质。核糖体承担这项工作，但过去我们更多是在体外试管里看它工作，很少能在完整细胞里看清它“上班”的全过程。这项研究选择肺炎支原体作为模型——一种基因组极小的细菌，细胞小、结构简单，特别适合用冷冻电镜断层扫描做原位观察。
2026年9月25日，欧洲分子生物学实验室（EMBL）Julia Mahamid团队在Cell 在线发表题为“Single-cell visual proteomics of a minimal bacterium reveals structural coordination of gene expression machineries”的研究论文，该研究对单个肺炎支原体细胞内的核糖体进行了全面测绘，一次看到了30S小亚基、50S大亚基、完整的70S核糖体，以及它们在翻译起始、延伸和回收阶段的各种复合物状态。他们甚至在细胞内直接看到了核糖体与RNA聚合酶结合形成的转录-翻译复合物，这意味着基因的“读”和“译”可以同时进行、互相协调。
2026年9月25日，欧洲分子生物学实验室（EMBL）Julia Mahamid团队（Liang Xue为第一作者）在Cell在线发表题为“In-cell discovery and characterization of a non-canonical bacterial protein translocation-folding complex”的研究论文，该研究选择了一种基因组极简的细菌——肺炎支原体，它只有不到700个蛋白编码基因，但仍有超过20%的蛋白完全没有功能注释，特别适合用来“从头认结构”（点击阅读）。
最有趣的发现集中在大核糖体亚基上。细胞中有大量50S大亚基附着在细胞膜上，远超预期。这提示翻译过程与膜系统有密切关系。研究者提出一种“穿行”机制：核糖体在膜上完成翻译后，需要经历一轮新的翻译起始才能从膜上解离下来，重新回到细胞质参与下一轮工作。这个模型解释了膜结合核糖体的回收路径，也把翻译、转录和膜转运串在了一条线上。
文章模式图（图源自Cell ）
为了看清这些事件如何被调控，他们还用抗生素人为阻断转录或翻译，观察核糖体复合物如何响应“堵车”。结果进一步揭示了不同调控层级之间的协调：转录停了，翻译也会受影响；翻译受阻，核糖体在膜上的分布发生变化。整个系统比体外实验显示的更灵活、更受细胞空间组织约束。
这项研究的价值不仅在于它是目前最完整的细菌翻译周期原位图谱，还在于它提出了可检验的机制假设。对理解细菌如何在细胞内组织基因表达、以及如何在不同条件下切换状态，都有重要意义。对制药而言，翻译周期中这些新发现的中间状态和膜相关步骤，也可能成为未来抗生素设计的新切入点。
