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支持认知功能的神经元生长依赖于将蛋白质及时供应至神经元远端位点。为满足这一需求，神经元会以称为“神经元 RNA 颗粒”的大型复合体形式运输 mRNA 和核糖体。整合进入这些颗粒的核糖体在胞体中启动蛋白质合成，使该过程停滞，随后被包装成簇并运输至远端位点，在那里蛋白质合成可被重新激活。关于这些核糖体簇的确切机制与结构目前仍不清楚。我们结合冷冻电子显微镜和冷冻电子断层扫描技术，对从大鼠脑中纯化得到的、包含于神经元 RNA 颗粒中的致密核糖体簇进行了考察。我们发现，这些簇中包含停滞于延长过程不同阶段的核糖体，并且核糖体发生停滞的 mRNA 序列有助于促进这种停滞。核糖体簇包含多个多核糖体单元，来自邻近多核糖体的核糖体通过 rRNA 扩展片段相互作用，而这种现象此前仅在神经元中非活性或休眠核糖体的二聚核糖体中观察到。簇中的核糖体形成了独特的三维阵列，从而逃避了核糖体相关质量控制和 NO-GO 衰变反应的检测；这些反应通常会导致 40S 和 60S 亚基的循环利用，以及 mRNA 和停滞中新生蛋白的降解。总体而言，本研究有助于揭示神经元中的特化机制，这些机制使远端位点的局部蛋白质翻译成为可能，并支持适当的蛋白质稳态；这两者对于神经发育和最佳神经元功能都至关重要。
joaquin.ortega{at}mcgill.ca
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摘要
为支持认知功能，神经元的生长延伸依赖于及时向神经元远端位点供应蛋白质。为满足这一需求，神经元以称为“神经元 RNA 颗粒”的大型复合体形式运输 mRNA 和核糖体。整合进入这些颗粒的核糖体在胞体中启动蛋白质合成，使该过程停滞，随后被封装成簇并运输至远端位点，在那里蛋白质合成可被重新激活。此类核糖体簇的确切机制和结构仍不清楚。我们结合冷冻电子显微镜和冷冻电子断层扫描技术，研究了从大鼠脑中纯化得到的致密核糖体簇，这些核糖体簇包含于神经元 RNA 颗粒中。我们发现，这些簇包含在延伸不同阶段发生停滞的核糖体，并且核糖体发生停滞的 mRNA 序列有助于促进这种停滞。核糖体簇包含多个多核糖体单元，且来自邻近多核糖体的核糖体通过 rRNA 扩展片段发生相互作用，这种现象此前仅在神经元中失活或休眠核糖体形成的二聚核糖体中观察到。簇中的核糖体形成独特的三维阵列，从而逃避核糖体相关质量控制和 NO-GO 降解反应的检测；这些反应通常会导致 40S 和 60S 亚基的回收，以及 mRNA 和停滞中新生蛋白的降解。总体而言，持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本作品依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 提供。
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发表于 2026 年 7 月 22 日。
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非常规核糖体组织使神经元 RNA 颗粒中的翻译停滞成为可能。
Jingyu Sun ， Lily Drever ， Laura Bohorquez ， Najia Bouaddouch ， Jewel T-Y Li ， Thibault Legal ， Aldo Hernandez-Corchado ， Shuaiqi Guo ， Khanh Huy Bui ， Hamed S Najafabadi ， Wayne S Sossin ， Joaquin Ortega
bioRxiv 2026.07.18.739316; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.18.739316
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非常规核糖体组织使神经元 RNA 颗粒中的翻译停滞成为可能。
Jingyu Sun ， Lily Drever ， Laura Bohorquez ， Najia Bouaddouch ， Jewel T-Y Li ， Thibault Legal ， Aldo Hernandez-Corchado ， Shuaiqi Guo ， Khanh Huy Bui ， Hamed S Najafabadi ， Wayne S Sossin ， Joaquin Ortega
bioRxiv 2026.07.18.739316; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.18.739316
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.18.739316v1?rss=1
🏷️ 神经元RNA颗粒 翻译停滞 核糖体簇 局部蛋白质合成 冷冻电镜 多核糖体