3月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学术期刊《自然》上发表的研究论文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”内的定位进行了详细研究。他们在核仁原本的三层结构基础上又发现了一层包裹在DFC外的新球壳状区域，并将其命名为致密纤维成分外侧区域(PDFC)。
核仁是细胞核里有着重要功能的无膜特殊结构，在显微镜下呈现直径约为0.5-5微米的球状结构。核仁负责核糖体RNA的生成加工和核糖体的组装。
过去的研究认为核仁由三部分组成：纤维中心(FC)是核心，由致密纤维组分(DFC)包裹形成更大的球体，多个FC/DFC单元镶嵌在同一颗粒组分(GC)里。通俗地讲，核仁就像“超级工厂”一样，每个FC/DFC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GC区域，也就是最后的统一“包装站”，完成核糖体组装，功能复杂而又重要。
然而核仁这个“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?
进一步研究发现定位于PDFC“监测站”的URB1蛋白质是调控新生核糖体RNA 尾端折叠和加工的关键。URB1蛋白质具有分子量大，流动慢的特征。它仿佛一个体型庞大的“哨兵”，“看守”在PDFC区域，结合到由FC/DFC“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。
该过程对于核糖体RNA的成熟和核糖体的组装至关重要：末端剪切完成的核糖体RNA就会被URB1“哨兵”放行，进入GC区域参与下一步核糖体组装;一旦URB1“哨兵”消失，核糖体RNA就会带着未剪切的尾端涌入GC区域，造成混乱，使得细胞无法正常运作，同时也会引来外切酶体复合物的“镇压”。
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。而URB1蛋白质缺失的小鼠胚胎则无法着床，引发早期死亡。
此项研究工作多角度剖析了核仁这个“超级工厂”内部的精细结构，发现了PDFC这一全新结构。为研究核仁作为核糖体RNA“加工厂”的高效运转与质控机制提供了全新的见解，也为核仁组装和在胚胎发育中的潜在影响提供了新的研究思路。
原载于劳动观察 2023年3月9日
作者：王嘉露
