2020年12月9日，應生命科學技術學院周志鵬教授邀請，中山大學中山醫(yī)學院楊建榮教授作客我校第136期微生物學前沿論壇，分享了題為“病毒密碼子偏好性及其與宿主的關系”的報告。
楊教授2016年作為中山大學引進人才，受聘為中山醫(yī)學院教授，并入選國家高層次引進人才青年項目。楊教授實驗室主要從基因組與系統(tǒng)生物學的角度，分析生物活動各個層面的隨機現(xiàn)象，并開發(fā)相關的研究方法和分析工具，揭示隨機現(xiàn)象對細胞正常生理功能和相關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，累計引用超過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，但是其來源與生物學意義并不完全清楚，對于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，楊建榮教授團隊意外地發(fā)現(xiàn)有病毒編碼基因的翻譯。進一步分析發(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抑制人細胞內(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宿主內(nèi)源基因翻譯的不同影響，他們設計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)，當外源基因密碼子使用偏好性與宿主的較為相似時，外源基因的表達較高（cis-regulation，順式調(diào)控），而宿主的翻譯負荷較低（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：當外源基因的CUB與宿主太過相似時，宿主的翻譯會受到嚴重影響。為了研究自然界中的病毒的CUB是否確實對其宿主有影響，他們分析了病毒、自然宿主（病毒侵染后無癥狀）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其內(nèi)源基因的翻譯抑制更強造成的。該研究不僅揭示了密碼子使用偏好性在病毒與宿主共進化中的重要作用，而且對病毒疫苗設計、通過控制自然宿主減少病毒傳播等方面都有重要的指導意義。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)表在了國際著名期刊Nature Ecology and Evolution，并被F1000高度評價。
雖然是線上報告，但仍有70多位師生參與了此次報告。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題，楊老師也耐心的跟大家分享了自己的見解。楊教授的研究立意新穎，僅用幾個簡單的實驗和分析，就揭示了密碼子使用偏好性在病毒與宿主共進化中的重要意義，并在高水平期刊上發(fā)表研究成果。這無疑對我校師生的學習和研究都很好的借鑒意義。此外，楊教授的報告通俗易懂，無論是復雜高深的計算公式，還是精細的實驗設計，他都能娓娓道來，讓人充分理解。此次報告讓參會的師生獲益良多，而楊老師對于華農(nóng)師生的熱情和學問也贊譽有加！
審核人：周志鵬
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