新加坡-麻省理工学院研究联盟（SMART）抗微生物耐药性（AMR）跨学科研究组的研究人员近日开发出一种革命性工具，可同时扫描数千个生物样本检测转运核糖核酸（tRNA）修饰——这些微小的化学修饰能调控细胞生长、应激适应和疾病反应。这项突破将助力医疗与生物医学产业更精准地识别疾病标志物，开发靶向疗法和个性化治疗方案，特别适用于癌症及抗生素耐药感染等重大疾病。
该研究由SMART AMR主导，合作机构包括新加坡南洋理工大学、佛罗里达大学、奥尔巴尼大学、罗兹理工大学和麻省理工学院。研究团队通过整合机器人液体处理系统与液相色谱-串联质谱技术，实现了对5700株铜绿假单胞菌突变菌株的高通量tRNA分析，该细菌可引发肺炎、尿路感染等多种感染性疾病。
破解RNA修饰分析瓶颈
现有RNA修饰研究方法存在速度慢、成本高、依赖有毒溶剂（如酚/氯仿）等限制。SMART团队开发的自动化系统首次实现大规模tRNA修饰定量分析，既能消除有害化学试剂，又将检测效率提升数倍。研究已发现20余万组高分辨率数据点，揭示了包括MiaB酶在内的新型修饰系统——其对铁硫可用性和低氧代谢变化高度敏感，这为理解细胞环境适应机制提供了关键线索。
表观转录组全景分析
这项发表于《核酸研究》的成果（标题："tRNA modification profiling reveals epitranscriptome regulatory networks in Pseudomonas aeruginosa"）首次系统揭示了细菌表观转录组调控网络。麻省理工学院生物工程教授、SMART AMR首席研究员Peter Dedon指出："该工具通过量化分析表观转录组全景，为验证RNA修饰假说、发现新生物学机制和确定药物靶点开辟了新路径，将加速基础科学发现向精准诊断和靶向治疗的转化。"
产学研应用扩展
该技术平台已展现出广阔的应用前景：
- 科研领域：支持基因调控、RNA生物学等大规模研究
- 制药产业：用于药物筛选及RNA修饰影响评估
- 临床医学：加速生物标志物发现与个性化治疗
SMART计划将该技术扩展至人类细胞研究，推动表观转录组分析进入临床应用阶段。该研究获得新加坡国家研究基金会CREATE计划资助。
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