2020年12月9日，應(yīng)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院周志鵬教授邀請(qǐng)，中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院楊建榮教授作客我校第136期微生物學(xué)前沿論壇，分享了題為“病毒密碼子偏好性及其與宿主的關(guān)系”的報(bào)告。
楊教授2016年作為中山大學(xué)引進(jìn)人才，受聘為中山醫(yī)學(xué)院教授，并入選國(guó)家高層次引進(jìn)人才青年項(xiàng)目。楊教授實(shí)驗(yàn)室主要從基因組與系統(tǒng)生物學(xué)的角度，分析生物活動(dòng)各個(gè)層面的隨機(jī)現(xiàn)象，并開(kāi)發(fā)相關(guān)的研究方法和分析工具，揭示隨機(jī)現(xiàn)象對(duì)細(xì)胞正常生理功能和相關(guān)疾病的潛在重大影響。迄今已發(fā)表SCI論文25篇，包括作為通訊作者5篇，作為（共同）第一作者9篇，累計(jì)引用超過(guò)2000次，H指數(shù)15（據(jù)Google Scholar）。其中2016年至今已在Nature Ecology & Evolution 、Molecular Biology & Evolution、Genomics Proteomics & Bioinformatics等多本國(guó)際一流雜志發(fā)表論文。
由于密碼子的冗余性，絕大多數(shù)氨基酸由2-6個(gè)同義密碼子編碼。但是同義密碼子的使用頻率并不相同，這一現(xiàn)象被稱(chēng)為密碼子使用偏好性（codon usage bias, CUB）。雖然密碼子使用偏好性存在于幾乎所有物種中，但是其來(lái)源與生物學(xué)意義并不完全清楚，對(duì)于CUB在病毒與宿主互作中的作用更是知之甚少。在分析酵母Ribosome Profiling數(shù)據(jù)時(shí)，楊建榮教授團(tuán)隊(duì)意外地發(fā)現(xiàn)有病毒編碼基因的翻譯。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，病毒基因的翻譯使得酵母內(nèi)部分tRNA耗竭從而抑制了酵母內(nèi)源mRNA的翻譯。同樣地，他們還發(fā)現(xiàn)病毒基因的翻譯也會(huì)抑制人細(xì)胞內(nèi)源基因的翻譯。為了探究病毒編碼基因的密碼子使用偏好性對(duì)宿主內(nèi)源基因翻譯的不同影響，他們?cè)O(shè)計(jì)了一系列密碼子使用偏好性不同的外源基因（編碼的氨基酸完全相同的，只是使用了不同的同義密碼子）。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外源基因密碼子使用偏好性與宿主的較為相似時(shí)，外源基因的表達(dá)較高（cis-regulation，順式調(diào)控），而宿主的翻譯負(fù)荷較低（trans-regulation，反式調(diào)控）。順式調(diào)控和反式調(diào)控二者疊加的結(jié)果是：當(dāng)外源基因的CUB與宿主太過(guò)相似時(shí)，宿主的翻譯會(huì)受到嚴(yán)重影響。為了研究自然界中的病毒的CUB是否確實(shí)對(duì)其宿主有影響，他們分析了病毒、自然宿主（病毒侵染后無(wú)癥狀）和癥狀宿主（病毒侵染后有癥狀）的密碼子使用偏好性，發(fā)現(xiàn)病毒的密碼子使用偏好性與癥狀宿主更為接近，且癥狀宿主被侵染后出現(xiàn)的癥狀可能是由于病毒編碼基因翻譯對(duì)其內(nèi)源基因的翻譯抑制更強(qiáng)造成的。該研究不僅揭示了密碼子使用偏好性在病毒與宿主共進(jìn)化中的重要作用，而且對(duì)病毒疫苗設(shè)計(jì)、通過(guò)控制自然宿主減少病毒傳播等方面都有重要的指導(dǎo)意義。該研究成果以“Dissimilation of synonymous codon usage bias (CUB) in virus–host coevolution due to translational selection”為題發(fā)表在了國(guó)際著名期刊Nature Ecology and Evolution，并被F1000高度評(píng)價(jià)。
雖然是線上報(bào)告，但仍有70多位師生參與了此次報(bào)告。大家都很有熱情，就楊老師的研究和密碼子使用偏好性等方面提出了很多很好的問(wèn)題，楊老師也耐心的跟大家分享了自己的見(jiàn)解。楊教授的研究立意新穎，僅用幾個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)和分析，就揭示了密碼子使用偏好性在病毒與宿主共進(jìn)化中的重要意義，并在高水平期刊上發(fā)表研究成果。這無(wú)疑對(duì)我校師生的學(xué)習(xí)和研究都很好的借鑒意義。此外，楊教授的報(bào)告通俗易懂，無(wú)論是復(fù)雜高深的計(jì)算公式，還是精細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，他都能娓娓道來(lái)，讓人充分理解。此次報(bào)告讓參會(huì)的師生獲益良多，而楊老師對(duì)于華農(nóng)師生的熱情和學(xué)問(wèn)也贊譽(yù)有加！
審核人：周志鵬
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