5月20日，国际学术期刊Nature Reviews Molecular Cell Biology在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）陈玲玲研究组联合和约翰斯·霍普金斯大学Sarah A. Woodson教授的合作综述文章，题为：“Elucidating structure–function relationships in the mammalian nucleolus”。该文系统总结了哺乳动物核仁多层结构、动态组装规律及其在核糖体RNA前体（pre-rRNA）加工、核糖体生成和疾病发生中的作用，为理解核仁这一典型无膜细胞器的结构与功能关系提供了综合视角。
核仁是细胞内核糖体RNA转录、加工和核糖体亚基组装的核心场所。近年来，超高分辨率成像、单分子RNA原位杂交、蛋白质组学和测序技术的发展，使研究者能够在纳米尺度解析核仁内部的空间组织。该综述指出，核仁并非简单的三层结构，而是由纤维中心（FC）、致密纤维组分（DFC）、DFC外周区域（PDFC）、颗粒组分（GC）及核仁周边区域（NR）等多个区域共同组成；不同结构区域分别参与pre-rRNA转录、折叠、加工、质量监控和核糖体亚基装配等连续过程。
陈玲玲研究组长期从事RNA生物学研究，在揭示非编码RNA参与细胞核内无膜小体和核仁结构形成、功能调控及疾病相关过程方面做出了一系列重要贡献。围绕核仁结构与功能，研究组发现长非编码RNA SLERT可调控核仁蛋白DDX21，促进RNA聚合酶I介导的核糖体RNA合成（Cell, 2017）；解析人类核仁FC/DFC单元的超微结构，揭示FBL介导的新生pre-rRNA分选和DFC组装过程（Molecular Cell, 2019a）；阐明SLERT通过分子伴侣机制以低剂量模式调控DDX21蛋白聚集及相分离状态，进而影响核仁结构组织（Science, 2021）；随后发现核仁新亚结构层PDFC，揭示其在pre-rRNA 3′端成熟中的作用，推动核仁经典FC/DFC/GC三层结构改写为包含PDFC的四层结构模型（Nature, 2023）；提出pre-rRNA加工中间体在核仁中的时空分布模型，解析核糖体RNA加工与核仁多层结构之间的关系（Nature, 2025）。研究组还发展了多种细胞核酸成像技术手段（Molecular Cell, 2019b；Cell Insight, 2022；Genome Biology, 2023；Nature Methods, 2024），并揭示旁斑、核应激小体等细胞核内无膜小体的组装机制、功能及疾病关联（Molecular Cell, 2012/2016/2019b；Nature Cell Biology, 2018；Cell, 2025），持续推动了对RNA介导细胞空间组织规律的认识。
在该综述中，研究人员围绕“核仁结构与功能相互关系”这一核心问题，系统梳理了该领域的最新进展。文章首先回顾了人们对核仁结构认识的不断深化：从电子显微镜下观察到的FC、DFC和GC经典三层结构，到近年来借助超高分辨率成像和单分子RNA原位杂交技术发现的PDFC、核仁周边区域，以及不同功能区域之间更精细的空间关系。作者进一步总结了rDNA、pre-rRNA和核仁蛋白在这些区域中的分布特点，指出核仁内部各区域并非彼此孤立，而是共同参与rRNA转录、早期加工、后期成熟和核糖体亚基装配等连续过程。
该文还重点讨论了pre-rRNA在核仁中的共转录折叠、加工和空间分布。pre-rRNA既是核糖体生成的加工底物，也参与核仁结构的维持；其不同加工中间体在FC、DFC、PDFC和GC中呈现特定分布，体现了核仁空间组织与核糖体生成步骤之间的密切关系。作为核糖体生成的核心底物，pre-rRNA并不是在转录完成后才开始成熟，而是在RNA聚合酶I转录过程中便逐步折叠，并与snoRNP、RNA解旋酶、核糖体蛋白及多种装配因子相互作用，逐步完成局部折叠、化学修饰、结构重排和剪切加工。这一过程有助于pre-rRNA避免过早形成不正确的长程RNA结构，并为后续小亚基和大亚基成熟创造条件。在此基础上，该文进一步总结了相分离、RNA流动、RNA解旋酶活性、局部pH、黏弹性和微极性等因素对核仁结构的影响，并讨论核仁结构异常与核仁应激、发育疾病、癌症及神经退行性疾病之间的联系，为理解相关疾病发生和探索潜在干预策略提供了参考。
分子细胞卓越中心单琳博士为该综述的唯一第一作者。分子细胞卓越中心陈玲玲研究员和约翰斯·霍普金斯大学的 Sarah A. Woodson 教授为共同通讯作者。该项工作得到中国科学院先导科技专项、国家重点研发计划、新基石科学基金会新基石研究员项目及上海市闵行区瑞思生命科学研究中心支持；陈玲玲研究员同时为上海尚思自然科学研究院资深研究员。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41580-026-00975-z
核仁的分区组织与功能
