上海药物所揭示细菌转录-翻译远距离偶联结构：RNA 聚合酶与核糖体可在约 70 埃间隙内保持动态耦合
学术圈重大事件 · 发布 2026-06-28T08:36:18+08:00 · 更新 2026-07-08T14:37:59+08:00
中科院 6 月 26 日披露，上海药物所等团队在 `PNAS` 首次解析了细菌 RNA 聚合酶与核糖体在长 mRNA 间隔下保持耦合的高分辨率结构，并将这种状态定义为 TTC-LC。它真正重要的地方在于，这项研究把原核基因表达里长期缺少直接结构证据的“远距离偶联”问题，推进成了一套可在 TTC-LC 与 TTC-B 之间动态切换的机制模型。
据 中国科学院 6 月 26 日发布的科研进展，中国科学院上海药物研究所等团队在 PNAS 发表研究，首次给出了细菌中转录与翻译“远距离偶联”的高分辨率结构基础。真正值得关注的，不只是又多了一个冷冻电镜结构，而是它补上了原核基因表达里一个长期悬而未决的关键问题：当核糖体还没有追上 RNA 聚合酶时，两者如何在相隔较长 mRNA 距离的情况下仍保持功能耦合。
转录—翻译远距离偶联复合物TTC-LC的结构模型及动态转换示意图（图源：Chinese Academy of Sciences）
这件事重要，是因为细菌的转录-翻译偶联并不是教科书里的细枝末节，而是原核生物基因表达效率、转录终止选择、应激响应甚至抗生素作用机制的基础环节。此前人们已经知道 NusG 或 RfaH 可以把 RNA 聚合酶和核糖体拉进紧密偶联复合物 TTC-B，但这种状态只能容纳较短的 mRNA 间隔序列。对于更长间隔下为何仍能发生偶联，领域里一直缺少结构层面的直接解释。
官方稿件提供的可核验细节足够支持它进入“重大事件”栏。研究团队利用冷冻电镜单颗粒重构技术，解析了长距离间隔下 NusG/RfaH 介导的转录-翻译偶联复合物高分辨率结构，并把这种状态定义为 TTC-LC。页面写明，当 mRNA 间隔长度超过 12 个密码子时，RNA 聚合酶相对核糖体会发生约 60° 旋转和约 70 埃平移，两者之间形成约 70 埃间隙，间隙内的 mRNA 以环状方式容纳较长序列。更关键的是，团队认为 TTC-LC 可以在核糖体追近时转变为紧密偶联的 TTC-B，也能在聚合酶再次远离时逆转回 TTC-LC，从而把远距离偶联从静态猜想推进成一套可切换的动态模型。
它为什么会影响更广的科研和产业生态？第一，它把细菌基因表达调控里“核糖体有没有追上转录机器”这个看似细部的问题，连到了转录终止和表达效率这样的系统层面。第二，页面明确写到 TTC-B 会较强抑制 RNA 发夹依赖的转录终止，而 TTC-LC 抑制较小，但两者都能抑制 Rho 因子依赖的终止，这意味着不同偶联状态本身就可能是调控开关。第三，这种结构模型为合成生物学设计和新型抗生素靶点筛选提供了更清晰的空间框架，因为它指向的不是单个酶，而是 RNA 聚合酶、核糖体和因子之间的动态耦合界面。
边界同样要写清。当前可核验证据主要来自中国科学院官方科研进展和 PNAS 论文链接，足以支持“长 mRNA 间隔下存在 TTC-LC 远距离偶联状态”以及“其与 TTC-B 之间可动态转换”的判断，但它首先是一项结构与机制研究，不等于细菌在复杂生理条件下的全部调控路径都已被穷尽。更稳妥的理解是，截至 2026 年 6 月 26 日，这项工作把细菌转录-翻译偶联从‘只有紧密贴合才成立’的图景，推进到了可以容纳长距离和动态切换的新结构框架。
信息来源
可信度说明
主要证据来自中国科学院 2026-06-26 官方科研进展页和 `PNAS` 论文 DOI `10.1073/pnas.2528970123`。官方页可直接核验 TTC-LC 状态、`>12` 个密码子间隔、RNA 聚合酶约 `60°` 旋转和约 `70 Å` 平移，以及转录终止抑制差异等关键信息。边界在于，这是一项结构与机制研究，后续仍需更多体内情境和物种范围的功能验证。