來源：iNature（ID:Plant_ihuman）
5'tRFls是來自成熟tRNA的5'一半的小轉移RNA（tRNA）片段。然而，尚不清楚5'tRFls是否可以迴響以調節tRNA生物發生。
2021年11月19日，清華大學孟安明團隊在Science Advances線上發表題為“5′Half of specific tRNAs feeds back to promote corresponding tRNA gene transcription in vertebrate embryos”的研究論文，該研究顯示5'tRFlGly/GCC和5'tRFlGlu/GTC的功能是促進相應tRNA基因的轉錄，並且對於脊椎動物早期胚胎發生至關重要。
在斑馬魚胚胎發生過程中，5'tRFlGly/GCC和5'tRFlGlu/GTC水准的動態與tRNAGly/GCC和tRNAGlu/GTC水准的動態相關。Morpholino介導的5'tRFlGly/GCC或5'tRFlGlu/GTC敲低分別下調tRNAGly/GCC或tRNAGlu/GTC水准，並導致胚胎致死率，通過共注射正確重折疊的相應tRNA可有效挽救胚胎致死率。在斑馬魚胚胎中，tRNA:DNA和5'tRFl:DNA雜交體通常存在於tRNA基因的範本鏈上。從機制上講，不穩定的5'tRFl:DNA雜合體可能會封锁在同一tRNA基因座上形成具有轉錄抑制作用的穩定tRNA:DNA雜合體，從而促進tRNA基因轉錄。
眾所周知，tRNA長約70到90個核苷酸（nt），可在蛋白質合成過程中將胺基酸輸送到核糖體並解碼mRNA中的密碼子。每個胺基酸由一個或多個tRNA解碼，稱為isoacceptors，每個都有一個獨特的反密碼子，一個isoacceptor可能有幾個不同的isodecoders。根據GtRNAdb，人類基因組包含429個tRNA基因，斑馬魚基因組包含8676個tRNA基因，這意味著每個tRNA基因都有多個拷貝。
tRNA基因通常位於基因組中的重複序列中。每個tRNA基因都是一個轉錄組織，包括上游序列和tRNA編碼序列內的兩個內部啟動子區域（A和B框）。TFIIIC複合物識別並結合內部啟動子，然後募集TFIIIB複合物，然後募集RNA聚合酶III（PolIII）到上游序列以啟動轉錄。眾所周知，特定tRNA同種受體的豐度通常與其基因拷貝數有關。一個有趣的問題是tRNA基因如何在快速細胞增殖過程中保持高水准表達，例如在早期胚胎發生過程中。
文章模式圖（圖源自Science Advances）
在過去的10年中，越來越多的證據表明，在正常細胞過程或脅迫條件下，tRNA可以被加工成不同長度的片段[tRNA衍生片段（tRNAFs）]。成熟tRNA在反密碼子環處的裂解產生長5'tRNAF（5'半，5'tRFl）或長3'tRNAF（3'半，3'tRFl），長度為30至37 nt，並進一步更多位點（例如橫向T環和D環）的切割會產生18到21 nt的更小片段，稱為短tRNAF或tsRNA。tRNAFs可以通過多種方式抑制蛋白質合成或促進mRNA翻譯，以降低或增强目標mRNA的穩定性。然而，尚不清楚tRNAFs是否可以參與tRNA基因的轉錄控制。
tRNAF已被證明與細胞應激反應、腫瘤發生和神經系統疾病有關。在0到1小時和7到8小時的果蠅胚胎、24小時斑馬魚胚胎以及小鼠卵母細胞和受精卵中發現了tRNAF，主要是5'tRFls，但尚未研究它們對胚胎發育的必要性。在小鼠精子中也發現了tRNAF。
在該研究中，旨在探索tRNAFs在早期胚胎發育中的作用和潜在機制。該研究發現5'tRFlGly/GCC和5'tRFlGlu/GTC可以競爭形成5'tRFl:DNA雜合體，以防止在相應tRNA基因的範本鏈上形成轉錄抑制性長tRNA:DNA雜合體，最終促進tRNA基因轉錄並確保正常的胚胎發育。該研究發現為瞭解tRNA基因如何維持高水准轉錄提供了前所未有的見解。
參考消息：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abh0494
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