如果將人類的生命形式看成是一本書,科學(xué)家最重要的任務(wù)就是解讀這本“生命之書”的內(nèi)容和創(chuàng)作規(guī)律。在這本書中,核仁是負(fù)責(zé)核糖體RNA生產(chǎn)加工和核糖體組裝的“超級(jí)工廠”,但核仁內(nèi)大多數(shù)蛋白質(zhì)的精確定位和功能尚不清楚。
中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心陳玲玲研究組的一項(xiàng)最新研究,通過超高分辨成像,對(duì)200種蛋白質(zhì)在這個(gè)“超級(jí)工廠”內(nèi)的定位進(jìn)行了詳細(xì)研究,并發(fā)現(xiàn)了這個(gè)“超級(jí)工廠”運(yùn)行新機(jī)制。相關(guān)研究論文3月9日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
過去的研究認(rèn)為,核仁由三部分組成:纖維中心(FC)是核心,由致密纖維組分(DFC)包裹形成更大的球體,多個(gè)FC/DFC單元鑲嵌在同一顆粒組分(GC)里。通俗地講,核仁就像“超級(jí)工廠”一樣,每個(gè)FC/DFC單元就是一個(gè)“小車間”,每個(gè)“小車間”又通過流水線高效聯(lián)系,將新生的核糖體RNA運(yùn)入GC區(qū)域,即最后的統(tǒng)一“包裝站”,完成核糖體組裝。
陳玲玲研究組的最新研究,在核仁原本的三層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,又發(fā)現(xiàn)了一層包裹在DFC外的新球殼狀區(qū)域,并將其命名為致密纖維成分外側(cè)區(qū)域(PDFC)。也就是說,每個(gè)FC/DFC“小車間”內(nèi)新生的核糖體RNA,還需要通過PDFC這個(gè)“監(jiān)測站”,才能完成最后的核糖體組裝。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),定位于PDFC“監(jiān)測站”的URB1蛋白質(zhì),是調(diào)控新生核糖體RNA 尾端折疊和加工的關(guān)鍵。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,研究人員觀察到,缺失了URB1蛋白質(zhì)的斑馬魚,會(huì)產(chǎn)生頭面部發(fā)育的畸形,無法成活。而URB1蛋白質(zhì)缺失的小鼠胚胎則無法著床,引發(fā)早期死亡。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,此項(xiàng)最新成果為研究核仁----這個(gè)核糖體RNA“超級(jí)工廠”的高效運(yùn)轉(zhuǎn)與質(zhì)控機(jī)制,提供了全新的見解,也為核仁組裝和在胚胎發(fā)育中的潛在影響,提供了新的研究思路,在人類解讀“生命之書”的征途上又向前邁進(jìn)了一步。
原載于新華社客戶端 2023年3月11日
作者:張建松 朱錦怡