来源于 tRNA 的 tsRNA 是近年新发现的一类小 RNA，研究发现 tsRNA 并非 tRNA 的随机降解产物，其与环境胁迫应答、细胞增殖和癌变、表观遗传等过程有关。先前研究表明 tsRNA 可以调控细胞的整体翻译水平，但是对其作用机制并没有统一的认识。

陆剑研究组首先通过对公共数据库中果蝇小 RNA 数据的分析，发现果蝇中大多数 tsRNA 是高度保守、普遍存在、并且有较高的丰度，揭示这些 tsRNA 可能有重要的生物学作用。结合 tsRNA 细胞转染、mRNA-seq、核糖体图谱（ribosome profiling）和双荧光素酶报告实验，他们发现 tsRNA 转染后能显著降低细胞的整体翻译水平，并且 tsRNA 通过进化上保守的互补序列来识别并抑制靶基因 mRNA 的翻译。他们靶基因预测结果显示 tsRNA 倾向于结合并抑制细胞翻译系统主要蛋白的 mRNA 分子，从而解释了 tsRNA 如何通过序列互补的模式来抑制细胞整体翻译水平。此外，对血清饥饿状态下的果蝇 S2 细胞的实验结果表明 tsRNA 参与了细胞的饥饿应答过程，并且这个过程是独立于 mTOR 通路，但是依赖于果蝇的 AGO2 蛋白。

(A) 果蝇 S2 细胞的实验处理和测序流程；(B) 果蝇细胞“tsRNA 连环计”的胁迫应答模型。

基于上述结果，该研究提出了果蝇细胞中“tsRNA 连环计”的胁迫应答模型。在胁迫条件下，生物体的细胞翻译水平通常会下调。在“tsRNA 连环计”模型中，首先 tsRNA 的生成会减少细胞中 tRNA 的丰度从而降低细胞整体翻译水平；其次 tsRNA 通过序列互补特异性抑制细胞翻译系统关键组分蛋白的 mRNA 自身翻译，从而降低细胞的整体翻译水平。基于 tsRNA 的连锁反应使得细胞能够迅速高效的产生胁迫应答。该研究首次揭示了果蝇中 tsRNA 介导的调控过程对细胞的能量平衡和代谢适应性的关键作用，对深入理解 tsRNA 的机制和功能提供了新的思路。

陆剑研究员为该论文的通讯作者。生科院博士后罗诗琦（现中国农业大学岗位科学家）、何峰（现浙江大学医学院讲师）、罗俊杰（现中国农业大学岗位科学家）、博士生窦圣乾、生命科学联合中心博士生王奕蓉是论文的共同作者，生命科学联合中心博士生郭安南为论文的共同作者。生科院研究生张宏同学亦对本研究提供了重要帮助。内华达大学的陈琦博士提供了建设性的意见。本研究得到了科技部、国家自然科学基金、青年千人计划科研启动经费、中国博士后基金和北大 - 清华生命科学联合中心的支持