核糖体rna,核糖体RNA“超级工厂”隐藏着“监测站”和“哨兵”

本报讯（记者郜阳实习生吴小同）核仁是细胞核里有着重要功能的无膜特殊结构，主要功能之一是生成并加工核糖体RNA，进而组装蛋白质合成的机器——核糖体。核仁的重要功能毋庸置疑，但核仁内大多数蛋白质的精确定位和功能尚不清楚。这座“超级工厂”是如何将自己复杂的结构协同起来一起发挥作用，由内向外加工新生核糖体RNA和组装核糖体的呢？

北京时间9日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈玲玲研究组在国际顶尖学术期刊《自然》上发表最新研究成果。位于上海的研究组对核仁内的蛋白质进行了定位筛选，通过超高分辨成像对200种蛋白质在这个“超级工厂”内的定位展开了详细研究。

核糖体组装有“质检站”

过去的研究认为，核仁由三部分组成：纤维中心是核心，由致密纤维组分包裹形成更大的球体。多个纤维中心/致密纤维组分单元镶嵌在同一颗粒组分里。通俗地讲，核仁就像“超级工厂”一样，每个纤维中心/致密纤维组分单元就是一个“小车间”，每个“小车间”又通过流水线高效联系，将新生的核糖体RNA运入颗粒组分区域——也就是最后的统一“包装站”，完成核糖体组装。

“我们利用‘基因魔剪’构建了致密纤维组分/颗粒组分的双色荧光蛋白质标记的参考细胞系。在此细胞系内对200个核仁候选蛋白质进行了高分辨率的活细胞成像，并筛选到140个定位在细胞核仁不同亚结构区域的蛋白质。”陈玲玲介绍，“我们发现，12个蛋白质定位于致密纤维组分外部，形成厚度约为200纳米的球壳状新结构，便命名为‘致密纤维组分外侧区域’”。

也就是说，每个“小车间”内新生的核糖体RNA还需要通过致密纤维组分外侧区域这个“监测站”才能完成最后的核糖体组装。

“质检站”里有“哨兵”把守

深入解析发现，定位于“监测站”的URB1蛋白质是一种具有非流动特征的核仁蛋白质，对维持致密纤维组分外侧区域的完整性，保证新生核糖体RNA尾端正确折叠和加工起到至关重要的作用。

陈玲玲打比方说，URB1蛋白质就好像一个体型庞大的“哨兵”，“看守”在“监测站”区域，结合到由“小车间”运输而来的新生核糖体RNA尾端，与其他因子一起工作，去除末端，而这一过程对于核糖体RNA的成熟和核糖体的组装至关重要。

在动物实验中，研究人员观察到，缺失了URB1蛋白质的斑马鱼会产生头面部发育的畸形，无法成活。

提供RNA方向诊疗思路

“核糖体是细胞中合成蛋白质的一个机器，从这个意义上讲，核仁也是控制细胞增殖的源头。”陈玲玲介绍，如果核仁过于活跃，会产生癌症，因此核仁一直是用来靶向肿瘤治疗的广谱靶点；如果核仁功能太弱，则会引发一些罕见病。

审稿人认为，“这是一个里程碑式的工作！将在多年内帮助重新定义该领域”。

“对RNA的研究将朝着超高分辨、实时动态、在体原位的方向发展。”陈玲玲表示，期待未来拓展RNA认知疆界，深入解析分子机制，为相关疾病提供RNA方向的诊疗思路。

来源：新民晚报

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