生物体内的每个细胞中都存在着许多像“工厂”一样的结构，而核仁是其中最繁忙的一个。它是一个高度有序、结构分明的加工中心。核仁通过精细划分多个“车间”，协同调度着核糖体RNA的合成和加工流程，从而协调完成高效的核糖体组装任务，服务于细胞生命活动。

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈玲玲研究团队一项最新研究成果揭示了核仁内部的组织架构及其高效运行的奥秘。相关论文于北京时间7月23日在线发表于国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）。

“在真核细胞中，核仁是生成核糖体RNA（rRNA）的核心‘工厂’，其空间结构复杂且高度动态。”论文的唯一通讯作者陈玲玲研究员解释，“核仁内产生的rRNA约占细胞内总RNA的85%，其高效、有序的运行对维持细胞正常生命活动至关重要。”

据介绍，核仁功能异常与多种疾病密切相关——其活性异常增强常与肿瘤的发生相关；而当活性降低时，则与鸟面综合征、贫血等核糖体疾病相关。

在核仁这间“工厂”，由内向外分布着多个“车间”：纤维中心（FC）、致密纤维组分（DFC）、致密纤维组分外侧区域（PDFC）和颗粒组分（GC）。这些“车间”各司其职，协同完成核糖体前体RNA（pre-rRNA）的转录、加工修饰及核糖体亚基的组装等关键步骤，最终产生近乎成熟的核糖体大、小亚基。

在这项最新的研究中，研究人员通过整合点击化学、脉冲标记、单分子RNA成像、高分辨率成像和定量质谱分析等交叉技术手段，从静态和动态两个维度系统性探究了pre-rRNA的空间分布和加工动力学，首次清晰描绘了核糖体小亚基与大亚基pre-RNA在核仁内呈现时空分离的加工模式。

核糖体小亚基 (SSU) 与大亚基 (LSU) pre-RNAs在核仁中具有时空分离的加工模式

“这项研究揭示了核仁中不同pre-rRNAs的加工存在时空分离机制，这一全新模型对理解核仁内部的功能组织具有重要作用。”研究组博士生、论文共同第一作者潘宇航表示。

新民晚报记者了解到，这项成果不仅深化了核仁“结构—功能”的时空精细协同调控逻辑，为深入理解其多层级结构的起源和组装机制提供了全新见解，还为调控核糖体合成和细胞生长提供了潜在干预靶点。

值得一提的是，陈玲玲研究团队的此项成果，与《自然》本月初发表的一篇研究论文形成了互证。两项研究共同揭示了核糖体RNA加工过程与核仁多层结构之间的协同调控机制——这也是陈玲玲研究团队此项成果获“加速发表”的原因。

“陈玲玲团队的这项研究也反映了生物学前沿研究中定量化与学科交叉的趋势。随着多种跨学科技术的突破性发展，研究者得以在微米乃至纳米尺度解析核仁功能以及更多生命过程中的底层逻辑。”西湖大学理学院教授张鑫点评道。

在论文上线后仅一小时，陈玲玲就收到了一封国际同行的邮件，这封祝贺信中，不乏“amazing paper（令人惊叹的论文）”“groundbreaking paper（开创性的成果）”等称赞，并指出，这项研究成果对于造血系统等领域的研究具有重要启示作用。

在向媒体介绍时，陈玲玲特意放出了一组对比图：M87黑洞成像图和其研究组拍摄的细胞核仁DFC层照片。400亿公里和600纳米，尺度、观测手段等等都是天壤之别，可呈现的，却如此相像。“每次做科普，我几乎都会展示这张图，从宏观到微观，其实是有很多相似性的。”

她还特别提到，其带领的全国重点实验室自去年11月搬到闵行“大零号湾”后，像是来到了“风水宝地”——已有多项工作在《细胞》（Cell）、《自然》（Nature）等期刊上发表。

“未来，我们要打造‘看得清、用得上’的RNA基础研究和使能技术研究新体系。”陈玲玲表示。

来源：新民晚报 作者：郜阳