2026年5月20日，Nature Reviews Molecular Cell Biology在線發表了中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）陳玲玲研究組聯合和約翰斯·霍普金斯大學Sarah A. Woodson教授的合作綜述文章，題為：Elucidating structure–function relationships in the mammalian nucleolus。該文系統總結了哺乳動物核仁多層結構、動態組裝規律及其在核糖體RNA前體（pre-rRNA）加工、核糖體生成和疾病發生中的作用，為理解核仁這一典型無膜細胞器的結構與功能關系提供了綜合視角。

核仁是細胞內核糖體RNA轉錄、加工和核糖體亞基組裝的核心場所。近年來，超高分辨率成像、單分子RNA原位雜交、蛋白質組學和測序技術的發展，使研究者能夠在納米尺度解析核仁內部的空間組織。該綜述指出，核仁并非簡單的三層結構，而是由纖維中心（FC）、致密纖維組分（DFC）、DFC外周區域（PDFC）、顆粒組分（GC）及核仁周邊區域（NR）等多個區域共同組成；不同結構區域分別參與pre-rRNA轉錄、折疊、加工、質量監控和核糖體亞基裝配等連續過程。

陳玲玲研究組長期從事RNA生物學研究，在揭示非編碼RNA參與細胞核內無膜小體和核仁結構形成、功能調控及疾病相關過程方面做出了一系列重要貢獻。圍繞核仁結構與功能，研究組發現長非編碼RNA SLERT可調控核仁蛋白DDX21，促進RNA聚合酶I介導的核糖體RNA合成（Cell, 2017）；解析人類核仁FC/DFC單元的超微結構，揭示FBL介導的新生pre-rRNA分選和DFC組裝過程（Molecular Cell, 2019a）；闡明SLERT通過分子伴侶機制以低劑量模式調控DDX21蛋白聚集及相分離狀態，進而影響核仁結構組織（Science, 2021）；隨后發現核仁新亞結構層PDFC，揭示其在pre-rRNA 3′端成熟中的作用，推動核仁經典FC/DFC/GC三層結構改寫為包含PDFC的四層結構模型（Nature, 2023）；提出pre-rRNA加工中間體在核仁中的時空分布模型，解析核糖體RNA加工與核仁多層結構之間的關系（Nature, 2025）。研究組還發展了多種細胞核酸成像技術手段（Molecular Cell, 2019b；Cell Insight, 2022；Genome Biology, 2023；Nature Methods, 2024），并揭示旁斑、核應激小體等細胞核內無膜小體的組裝機制、功能及疾病關聯（Molecular Cell, 2012/2016/2019b；Nature Cell Biology, 2018；Cell, 2025），持續推動了對RNA介導細胞空間組織規律的認識。

在該綜述中，研究人員圍繞“核仁結構與功能相互關系”這一核心問題，系統梳理了該領域的最新進展。文章首先回顧了人們對核仁結構認識的不斷深化：從電子顯微鏡下觀察到的FC、DFC和GC經典三層結構，到近年來借助超高分辨率成像和單分子RNA原位雜交技術發現的PDFC、核仁周邊區域，以及不同功能區域之間更精細的空間關系。作者進一步總結了rDNA、pre-rRNA和核仁蛋白在這些區域中的分布特點，指出核仁內部各區域并非彼此孤立，而是共同參與rRNA轉錄、早期加工、后期成熟和核糖體亞基裝配等連續過程。

該文還重點討論了pre-rRNA在核仁中的共轉錄折疊、加工和空間分布。pre-rRNA既是核糖體生成的加工底物，也參與核仁結構的維持；其不同加工中間體在FC、DFC、PDFC和GC中呈現特定分布，體現了核仁空間組織與核糖體生成步驟之間的密切關系。作為核糖體生成的核心底物，pre-rRNA并不是在轉錄完成后才開始成熟，而是在RNA聚合酶I轉錄過程中便逐步折疊，并與snoRNP、RNA解旋酶、核糖體蛋白及多種裝配因子相互作用，逐步完成局部折疊、化學修飾、結構重排和剪切加工。這一過程有助于pre-rRNA避免過早形成不正確的長程RNA結構，并為后續小亞基和大亞基成熟創造條件。在此基礎上，該文進一步總結了相分離、RNA流動、RNA解旋酶活性、局部pH、黏彈性和微極性等因素對核仁結構的影響，并討論核仁結構異常與核仁應激、發育疾病、癌癥及神經退行性疾病之間的聯系，為理解相關疾病發生和探索潛在干預策略提供了參考。

分子細胞卓越中心單琳博士為該綜述的唯一第一作者。分子細胞卓越中心陳玲玲研究員和約翰斯·霍普金斯大學的 Sarah A. Woodson 教授為共同通訊作者。陳玲玲研究員同時為上海尚思自然科學研究院資深研究員。

綜述鏈接：https://www.nature.com/articles/s41580-026-00975-z

制版人： 十一

學術合作組織

（*排名不分先后）

戰略合作伙伴

（*排名不分先后）

轉載須知

【非原創文章】本文著作權歸文章作者所有，歡迎個人轉發分享，未經作者的允許禁止轉載，作者擁有所有法定權利，違者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

點擊主頁推薦活動

關注更多最新活動！