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细菌 mRNA 5′前导区中的上游开放阅读框（uORF）能够调控基因表达，但目前对其进行全基因组鉴定的研究仍较为有限。我们将核糖体结合位点（RBS）——即 Shine–Dalgarno 序列和起始密码子——的生物信息学预测与实验验证相结合，在 Sinorhizobium meliloti 2011 中发现了新的 uORF。在总计预测得到的 1106 个上游 RBS（uRBS）中，我们首先利用 eGFP 报告系统，并结合已有的 RNA-seq 和 Ribo-seq 数据，对其中 15 个候选位点进行了分析。在 13 个位点检测到了翻译，其荧光强度总体上与预测的翻译起始速率相关。其中两个 uRBS 对应于基因起始位点，从而完善了基因注释。在 9 个案例中，uRBS 突变影响了报告基因融合构建体中下游基因的表达。数据表明，I 型分泌系统操纵子、RNA 伴侣基因 hfq 以及代谢相关基因等可能受到 uORF 的调控。其中 4 个 uORF 通过翻译偶联发挥作用。我们还鉴定出了一些可被核糖体占据、但在 eGFP 检测中表达沉默或近乎沉默的 uRBS；这些 uRBS 与下游主 RBS（mRBS）的间距很短。此类 uRBS 可能通过介导核糖体遮挡而下调 lacR 和 SM2011_RS36230 的表达。对预测结果集进行重新筛选后，我们发现了 335 对间距较近的 uRBS/mRBS。其中 3 对接受了进一步分析，结果支持 SM2011_RS03630 和 SM2011_RS22110 中所提出的核糖体遮挡机制；而对于 glnK，研究结果则提示其可能通过 uORF 与下游基因发生翻译偶联。这些结果表明，uORF 在细菌中的分布比此前认识的更为广泛，并提示直接遮挡 mRBS 可能是一种此前未被发现的蛋白质合成下调机制。
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关键词：上游开放阅读框 · 核糖体结合位点 · 翻译耦联 · 基因表达调控 · 核糖体介导遮蔽 · 生物信息学预测
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.12.723736v1?rss=1