中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心陳玲玲研究團隊一項最新研究成果，揭示了細胞核仁內部的組織架構及其高效運行奧秘。相關論文23日在線發(fā)表在國際學術期刊《自然》。

生物體內的每個細胞中都存在著許多像“工廠”一樣的結構，而核仁是其中最繁忙的一個。它是一個高度有序、結構分明的加工中心。核仁通過精細劃分的多個功能區(qū)，協(xié)同調度著核糖體RNA的合成和加工流程，從而協(xié)調完成高效的核糖體組裝任務，服務于細胞生命活動。

7月24日，陳玲玲研究員在新聞發(fā)布會介紹科研成果。

陳玲玲研究團隊用超分辨顯微鏡和“追蹤打卡”的研究方式，首次繪制了核糖體前體RNA在核仁中的精密時空分布圖譜，揭示了核糖體小亞基和大亞基的前體RNA在核仁中以兩條不同的路徑分布。核仁像流水線一樣將二者分流，分別安排在內層的FC-PDFC區(qū)域和外層的PDFC-GC區(qū)域完成加工。

進一步通過實際生理條件檢測和干預實驗雙重驗證，研究人員發(fā)現(xiàn)，小亞基的前體RNA加工遲滯，會觸發(fā)核仁的質量控制系統(tǒng)，降低核糖體RNA的向外擴散速率，進而引發(fā)核仁結構重組，導致內層區(qū)域膨脹乃至破裂。

核仁內層區(qū)域的結構也決定了核糖體RNA的加工效率。在斑馬魚等低等生物中，內層區(qū)域較為簡單；而在人類等高等動物中，核仁內層區(qū)域演化出了FC-DFC雙層結構。這種結構升級，有效提升了核糖體RNA的加工效率。核仁結構的進化，可能正是為了滿足復雜生長需求而不斷“分工優(yōu)化”的結果。

7月24日，陳玲玲研究員（右二）和團隊成員張宇瑤（左一）、潘宇航（左二）、單琳（右一）在實驗室商量工作。?

這項研究揭示了核仁結構與功能之間的協(xié)同關系。核仁如同一個智能工廠，合理分區(qū)才能保障運作流暢，最終實現(xiàn)高效準確的生產(chǎn)。該研究通過解析核糖體RNA的成熟過程，提出了全新的時空分布模型，并揭示該模型在核仁多層結構組織中的重要功能。

中國科學院分子細胞卓越中心陳玲玲研究組博士生潘宇航、博士后單琳和復旦大學生物醫(yī)學研究院博士生張宇瑤為該論文的共同第一作者。分子細胞卓越中心陳玲玲研究員為該論文的唯一通訊作者。

該項工作得到復旦大學生物醫(yī)學研究院/復旦大學附屬兒科醫(yī)院楊力研究員、分子細胞卓越中心細胞分析技術平臺和斑馬魚技術平臺、以及中國科學院、科技部、上海市尚思科學研究院和新基石科學基金會的大力支持。

原載于新華社2025-07-24

作者：張建松