Nucleic Acids Research
高通量活体mRNA翻译检测技术HiBiT的应用研究

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本文介绍了HiBiT技术在mRNA翻译研究中的应用，该技术可实现高通量、实时检测，为mRNA治疗开发提供新工具。

 

文献概述
该研究利用HiBiT技术开发了一种高通量、实时检测mRNA翻译动态的方法，适用于体外兔网织细胞裂解液（RRL）和稳定表达LgBiT的HEK293细胞。该技术可检测5' UTR、3' poly(A)、密码子优化等对翻译效率的影响，且适用于多种细胞类型和蛋白翻译的动态监测。

背景知识
mRNA疗法因其不整合基因组、可瞬时表达任意蛋白的优势，在疫苗和蛋白替代治疗中广泛应用。然而，不同mRNA元件对翻译效率影响较大，且传统报告蛋白（如GFP、NanoLuc）翻译效率高，难以反映真实蛋白翻译动态。因此，开发适用于治疗性蛋白的翻译检测工具至关重要。

 

基因敲除小鼠：通过基因敲除技术研究基因在特定组织中的功能，适用于疾病模型构建和药物靶点验证。

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研究方法与实验
研究人员将HiBiT标签插入eGFP、Cre-NLS、Jun、Myc、MYL3、NANOG和YAP8SA等目标蛋白的C端，并通过体外转录制与RRL系统和活细胞检测系统（HEK293 LgBiT细胞）评估翻译效率。此外，还通过Western blot验证蛋白表达，并利用qRT-PCR检测mRNA转染效率与稳定性。通过不同时间点的信号强度，计算AUC值，评估翻译动态变化。

关键结论与观点

• HiBiT标签不影响目标蛋白的翻译效率，且适用于高通量筛选。
• 5' UTR结构（如Hairpin）和Cap结构对翻译效率有显著影响，HiBiT系统可有效区分不同翻译效率的mRNA。
• 不同蛋白的翻译效率存在显著差异，表明优化应根据目标蛋白特性进行。
• 通过引入Myc的T58A、T244A等突变，可提升蛋白稳定性，但HiBiT系统仍能准确反映蛋白动态变化。
• HiBiT系统在HEK293、A549和hESC-CMs细胞中均能有效检测mRNA翻译效率，适用于多种细胞类型。

研究意义与展望
HiBiT技术为mRNA治疗开发提供了灵活、高通量、实时翻译检测手段，未来可用于优化mRNA结构、提高翻译效率，并应用于更多细胞类型和动物模型，助力mRNA疗法的临床前研究。

 

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结语
本研究成功将HiBiT技术应用于mRNA翻译效率的高通量检测，验证其在体外和活细胞中对不同mRNA元件的响应能力。该技术无需抗体，可直接通过发光检测翻译动态，适用于多种细胞类型，为mRNA治疗研究提供了强有力的工具。未来可结合更多非编码RNA优化策略，进一步提升其在个性化治疗中的应用价值。

 

Camilla Ascanelli, Elsa Lawrence, Christopher A P Batho, and Catherine H Wilson. A flexible, high-throughput system for studying live mRNA translation with HiBiT technology. Nucleic Acids Research.