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    核糖體RNA“超級工廠”有座“質檢站”

    2023年03月10日 07:26   來源:文匯報   

      記者 許琦敏 

      中國科學院分子細胞卓越創新中心的陳玲玲研究組在長非編碼RNA領域又有重磅發現。昨天凌晨,國際著名學術期刊《自然》發表了該研究組關于核糖體RNA“超級工廠”運行新機制的論文。 

      至此,回國近12年的陳玲玲,實現《自然》《科學》《細胞》國際三大頂刊發文“大滿貫”。然而,在她看來,發論文并不是目的,把研究做完整才最重要。此次發表的成果先后經歷了幾位博士生的接力奮斗,才最終成為審稿人眼中“里程碑式的發現”。 

      核糖體RNA合成,“剪標”竟如此重要 

      在高中教科書的插圖上,細胞核只是細胞中黑乎乎的一團,其上的小黑點就是核仁。 

      深入核仁內部,這種直徑只有0.5-5微米的小球,其實是一座“超級工廠”。在這里,一個個被致密纖維組分包裹著的纖維中心,形成諸多“小車間”,一條條長鏈狀的新生核糖體RNA,就從這里生成。在蛋白質的協助下,這些新生的核糖體RNA被運入統一“包裝站”——同一顆粒組分區域,完成核糖體組裝。 

      這一系列功能復雜而重要,一旦出現問題,重則生命夭折,輕則罹患各種罕見病,如腦白質病、鳥面綜合征等。 

      核仁如此重要,但這個“超級工廠”是如何將自己復雜的結構協同起來一起發揮作用,由內向外加工新生核糖體RNA和組裝核糖體的呢?圍繞這一科學問題,陳玲玲從研究組成立后不久,就開始了鉆研與攻關。 

      經過不懈努力,陳玲玲課題組發現,原來“小車間”外還被一層球狀區域包裹著,并將其命名為“致密纖維成分外側區域”,這里是“小車間”的“質檢站”——所有新生的核糖體長鏈經這里“質檢”合格后,會被去除長鏈末端。 

      “這一步有點像‘剪標’,對核糖體RNA的成熟、核糖體的組裝都至關重要!闭撐牡谝蛔髡、陳玲玲研究組博士生單琳介紹,URB1蛋白是監測站上的“哨兵”,只有被“剪標”的核糖體RNA才可放行;如果URB1消失,未被“剪標”的核糖體RNA涌入“包裝區”,就會引起一片混亂。在動物實驗中,缺失了URB1蛋白質的斑馬魚會產生頭面部發育的畸形,無法成活。而URB1蛋白質缺失的小鼠胚胎則無法著床,導致早期死亡。 

      無心插柳,在老領域中獲得新發現 

      作為哺乳動物細胞核中最大無膜聚集體,核仁的主要功能早在上世紀60年代就已被發現,主要的功能區域也早被解析?蔀楹魏巳蕛炔康鞍踪|精確定位和功能的奧秘,一直未被解開? 

      “當一個領域沿著既有軌道前行,外來介入往往會帶來意外驚喜!标惲崃嵴f,她的主要研究領域是長鏈非編碼RNA,“核仁是這種分子的‘加工廠’,我們不得不弄清它的工作機制”。 

      于是,在回國建立研究組不久,陳玲玲就在核仁研究中投入力量,十年間共有十幾位學生不斷努力著,先后在各類期刊上發表了十多篇論文。 

      2017年,以實習生身份剛進入實驗室的單琳,接手了這一課題。當時,師兄邢宇航剛在《細胞》上發表了一篇論文,但研究仍“未完待續”。她的任務就是啃下兩塊“硬骨頭”——上百個核仁蛋白質如何精準定位?這種精細分區定位的核仁蛋白質如何助力核糖體RNA輻射狀加工轉運? 

      一上手就要克隆200多個蛋白質,工作量著實驚人。不過,在導師陳玲玲的指導下,在許光和姚潤文兩位在核仁研究方面更有經驗的師兄幫助下,單琳咬牙克服了很多困難,包括畢業發論文的壓力,以及如何掌控一個如此龐大的課題。最終,她完成了這項“將在未來有助于重新定義該領域”的工作。 

      多扶持、少關注,讓年輕人靜心研究 

      昨天一早論文上線后,陳玲玲送了百合花給單琳。她在祝福語中寫道:“希望你像百合一樣有靜靜的幽香,安安靜靜踏踏實實把科研做得更好! 

      今年6月畢業后,單琳將成為研究組的一名青年研究者!艾F在,國家和上海市都對青年科研人員寄予厚望,也給予不少扶持!标惲崃嵴f,“我希望對年輕人多一些扶持、少一些關注,讓他們能靜下心來潛心研究,多出成績、盡快成長”。 

      幾年前,在第一次看到黑洞照片時,陳玲玲驚訝于那個溫暖的橙色“甜甜圈”,竟與核仁“小車間”的外觀如此相似。她不禁感嘆:“400億公里的宏觀宇宙與幾微米的微觀世界,科學家都在努力看清更多細節! 

      確實,誰能想到,幾十年前生物教科書上的那個黑點中,竟蘊藏著這么多未知的世界?陳玲玲相信,圍繞核仁的科學故事還將不斷續寫!拔磥,RNA研究范式將向著超高分辨、實時動態、在體原位的方向演進!彼J為,最重要的是圍繞科學問題,把科研做深、做透、做完整,“論文發表在哪里不重要,重要的是沉下心來,聚焦解決一件事情”。

    (責任編輯:韓璐)

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    核糖體RNA“超級工廠”有座“質檢站”

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