研究背景与意义 - 同义突变曾被认为不改变蛋白质序列且无生物学意义，但近年研究表明其可能影响转录和转录后过程[3] - 在多细胞生物中关于同义突变影响生物性状的遗传证据仍然较少[3] - 该研究首次在遗传学上证明同义突变可通过m6A修饰和mRNA结构调控驯化性状[4] 研究团队与发表信息 - 由中国农业科学院蔬菜花卉研究所杨学勇团队联合国内外多家机构完成[4] - 研究成果于2025年7月1日发表在Cell期刊[4] - 研究团队包括中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所黄三文院士和英国约翰英纳斯研究中心丁一倞研究员等[4][14] 分子机制发现 - 鉴定出YTH1（m6A阅读器蛋白）和ACS2（乙烯合成限速酶）两个上位相互作用基因[8] - ACS2基因的1287C>T同义突变是导致性状变化的关键突变[9][11] - 野生型ACS2-1287C会形成松散RNA构象并增强m6A修饰，导致ACS2蛋白水平升高和果实变短[9][11] - 栽培型ACS2-1287T破坏m6A修饰并形成紧凑RNA构象，降低ACS2蛋白表达和乙烯生成，使果实伸长[9][11] 科学突破 - 首次在植物中提供同义突变通过表观转录调控决定驯化性状的完整分子证据链[11] - 揭示同义突变通过双重机制（破坏m6A修饰+改变RNA结构）调控基因表达[13] - 挑战了同义突变"沉默无害"的传统认知[11][13] 应用前景 - 为作物驯化分子基础提供新理解[13] - 证明RNA结构和修饰可作为育种新靶点[13] - 为通过精准编辑（如同义突变设计）改良作物产量等性状开辟新路径[4][13] - 对理解人类疾病中同义突变与表型关系具有参考价值[14]

高度血管化的肺类器官和肠道类器官 - 首次通过人类诱导多能干细胞（iPSC）成功构建高度血管化的肺类器官和肠道类器官，模拟人类胚胎早期多胚层协同发育过程 [4] - 突破传统类器官缺乏功能性血管和器官特异性间充质的瓶颈，为研究器官发育和再生医学提供先进平台 [4] - 研究由辛辛那提儿童医院/加州大学洛杉矶分校顾名夏团队和辛辛那提儿童医院郭敏哲团队合作完成，论文发表于Cell期刊 [4] 血管性痴呆的大脑修复机制 - 发现血管性痴呆（VaD）的关键修复信号通路CD39-A3AR，证实A3AR特异性激动剂Piclidenoson可促进大脑修复并恢复记忆和步态功能 [8] - 血管性痴呆是仅次于阿尔茨海默病的第二大痴呆病因，目前尚无直接疗法，该研究有望提供首个有效治疗方法 [8] - 研究由加州大学洛杉矶分校S Thomas Carmichael团队主导，结合小鼠模型和人类数据，Piclidenoson已处于3期临床试验阶段 [8] LAG-3/TCR双抗治疗T细胞驱动的自身免疫病 - 揭示LAG-3抑制受体通过MHC-II介导的TCR空间邻近效应激活，颠覆传统免疫检查点激活机制认知 [12][13] - 开发靶向LAG-3与TCR的双特异T细胞抑制抗体，为精准干预自身免疫性T细胞提供新策略 [13] - 研究由纽约大学格罗斯曼医学院王俊团队联合中国科学院生物物理研究所娄继忠团队和浙江大学医学院陈伟团队完成 [12] 同义突变通过表观转录组调控赋予黄瓜驯化性状 - 首次遗传学证明同义突变可通过改变m6A修饰和mRNA结构构象调控驯化性状，挑战传统认知 [17] - 发现为作物改良策略提供新思路，未来研究同义突变在RNA修饰与结构调控中的功能可能开辟新路径 [17] - 研究由中国农业科学院蔬菜花卉研究所杨学勇团队、中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所黄三文团队及英国约翰英纳斯研究中心丁一倞团队合作完成 [17]

同义突变的研究突破 - 同义突变传统被视为中性突变，但最新研究显示其可通过改变m6A修饰和mRNA结构构象调控生物性状[1][3] - 中国农业科学院团队在Cell发表研究，首次证明同义突变在黄瓜驯化中通过表观转录调控发挥关键作用[2][3] 上位效应与基因互作机制 - YTH1（m6A阅读器蛋白）与ACS2（乙烯合成限速酶）基因的上位互作共同调控黄瓜果实长度[5][9] - ACS2基因的同义突变1287C>T通过破坏m6A甲基化，改变RNA结构构象，减弱蛋白质生成，导致果实变长[6][9] 分子机制细节 - 野生型黄瓜中ACS2-1287C引发m6A修饰，形成松散RNA结构，YTH1识别修饰后提升翻译效率，果实变短[6][9] - 栽培黄瓜中ACS2-1287T突变消除m6A修饰，形成紧凑RNA结构，降低ACS2蛋白水平，促进果实伸长[6][9] 研究团队与发表信息 - 通讯作者包括中国农科院杨学勇研究员、黄三文院士及英国约翰英纳斯中心丁一倞研究员[10] - 论文发表于Cell期刊，标题涉及同义突变通过表观转录调控参与黄瓜驯化[2][11]

同义突变的生物学效应研究 - 传统观点认为同义突变在进化中是中性的，但2022年密歇根大学张建之团队在Nature发表论文指出酿酒酵母的同义突变大多是非中性的，会破坏细胞适应性[2] - 早期研究显示病毒和原核生物中的同义突变可能影响其适应性[2] - 这些发现在非真核生物和酵母中的结论是否适用于哺乳动物和人类尚不清楚[3] PRESENT高通量筛选技术 - 北京大学魏文胜团队开发了PRESENT技术，利用先导编辑研究人类基因组中的功能性同义突变[4] - 该技术基于刘如谦2019年开发的先导编辑系统和2021年增强版PEmax系统[7] - 研究构建了包含297900个epegRNA的文库，靶向3644个人类蛋白质编码基因进行大规模筛选[7] 研究发现 - 群体层面分析显示同义突变与非同义突变在适应度效应方面存在差异，但表型分布相似[9] - 只有很小一部分同义突变显示出可检测的效果[9] - 团队开发了DS Finder机器学习模型，揭示同义突变对mRNA剪接、转录等生物过程的影响[9] 技术应用 - 将单细胞筛选方法与PRESENT技术集成，命名为DIRECTED-seq[7] - 研究发现同义突变能改变RNA折叠方式并影响翻译，如PLK1_S2案例[9] - 结合筛查数据和模型可预测具有临床危害的同义突变[9]