《自然》罕見加急發表！上海科學家揭開最忙“細胞工廠”高效加工之謎

核糖體RNA（rRNA）是細胞內含量最多的一類RNA，負責生產它的核仁則是細胞中最繁忙的“工廠”之一。最近，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心陳玲玲研究團隊宣佈，首次“看清”了核仁這座“工廠”的內部組織架構，並解開了它高效運行的奧祕。

這一成果對深入理解核仁的結構分區和功能調控具有重要作用，國際頂尖學術期刊《自然》爲此於前天深夜加急發表——從文章確定接收到在線發表，僅用了一週。

追蹤打卡，“看清”核仁內部架構

核仁是一個高度有序、結構分明的加工中心。通過精細劃分的多個功能區，它協同調度着rRNA的合成和加工流程，再將rRNA與蛋白質裝配到一起，組裝成核糖體，服務於細胞生命活動。如果rRNA的合成出現錯誤，就可能出現鳥面綜合徵、貧血等核糖體疾病。

過去，核仁內部的精細布局一直未被看清。這一次，研究人員用超分辨顯微鏡和“追蹤打卡”的研究方式，通過觀察細胞的核仁活動，首次繪製了核糖體RNA在覈仁中的精密時空分佈圖譜。

“我們發現這座‘工廠’非常智能，核仁像流水線一樣將內部的大小亞基分流，分別安排在內層的FC-PDFC區域和外層的PDFC-GC區域完成rRNA的加工。”論文第一作者、陳玲玲團隊博士生潘宇航介紹，通過合理分區，核仁不僅能提高生產效率，還能有效進行質量控制。如果小亞基的加工進度出現遲滯，就會觸發核仁的“質量控制系統”，防止“不合格品”流出，進而引發核仁內層區域膨脹乃至破裂，導致結構重組——如同拆毀有問題的生產線，重新組裝新產線。

“從不同物種核仁內層區域的結構複雜程度，我們發現生物越高等，其rRNA的加工效率越高。”陳玲玲解釋，斑馬魚等低等生物的核仁內層區域較爲簡單，而人類等高等動物的核仁內層區域則演化出了FC-DFC雙層結構，“這可能是爲了滿足複雜生長需求而不斷分工優化的結果”。

未來將整合中國RNA研究力量

論文發表僅一個多小時，陳玲玲就收到了來自哈佛大學同行的祝賀信，稱這一發現“十分驚豔”，爲自己研究造血系統中的核糖體生成提供了新思路。

陳玲玲（右二）與論文第一作者單琳、潘宇航、張宇瑤（從左到右）在實驗室討論問題

早在2011年，陳玲玲研究組就投入到非編碼RNA領域的開拓中，十多年來成果已陸續發表在《細胞》《科學》《自然》等國際期刊。“2018年，當我看到人類拍攝到的第一張黑洞照片時，覺得它那模糊的橙色光環與當時能看到的核仁很像。”陳玲玲說，8年後，無論是在極宏觀的宇宙探索，還是在極微觀的生命分子機制解析中，科學家都已“看”得更清晰。

去年9月，分子細胞卓越中心閔行基地正式啓用，重點發展RNA研究。新園區寬敞的實驗空間和新設備爲這項研究提供了“加速度”。

今年1月，核糖核酸功能與應用（RISE）全國重點實驗室獲科技部批准建設，迄今已有十多個研究組入駐，初步形成了合作互補的攻關團隊。陳玲玲表示，RISE以讓RNA“看得清，用得上”爲目標，未來實驗室將整合中國RNA研究力量，形成服務全國，乃至全球的技術體系。