2024年2月1日，国科大杭州高等研究院、中科院分子细胞卓越中心周小龙研究员受邀在国际知名学术期刊Trends in Endocrinology & Metabolism上发表了题为“Pathophysiology of human mitochondrial tRNA metabolism”的论坛综述文章，对人类线粒体tRNA代谢的病理生理学做了多层次的描述，并对该领域未来的研究方向与人类线粒体tRNA相关疾病治疗方法做了讨论与展望。
线粒体在细胞生命活动过程中起着许多关键作用，包括通过氧化磷酸化为细胞提供ATP。线粒体蛋白质组由超过1100种蛋白质组成。线粒体作为半自主性细胞器，拥有自己的基因组(mtDNA)。mtDNA的表达涉及到一套单独的翻译系统。该系统的所有RNA成分：包括2个rRNA、22个tRNA和11个mRNA (产生13种蛋白质)，都由mtDNA编码。其他蛋白质成分，包括氨基酰-tRNA合成酶和tRNA修饰酶，由核基因组编码。线粒体翻译在线粒体和细胞稳态的调节中起着关键作用。
近年来，越来越多的证据表明，线粒体翻译机制的功能障碍，特别是tRNA代谢的缺陷，导致了线粒体的多种病理表现，但对于这些病理表现的分子机制的理解尚不完整。本文对现有的疾病数据和已有的相关研究结果做出分类阐述：由线粒体氨基酰基-tRNA合成酶、线粒体tRNA和tRNA修饰酶突变引起的各种线粒体tRNA代谢异常与某些线粒体疾病具有密切联系。
机制上，这3类分子的功能缺陷均可能导致线粒体tRNA结构稳定缺失、线粒体tRNA氨基酰化异常、线粒体tRNA修饰损害、线粒体tRNA的生成和降解失调，并在密码子解码过程中影响tRNA与延伸因子、核糖体和mRNA相互作用等多个方面。本文进一步对线粒体病理阐述多停留在临床基因鉴定层面、线粒体疾病治疗方法面临巨大难题等现状进行了讨论，并进一步对未来的研究方向与疾病治疗提出了建议与展望。
国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院博士研究生张剑辉为本文第一作者，周小龙研究员与法国国家科学研究中心分子与细胞生物学研究所Gilbert Eriani研究员为本文共同通讯作者。
