文章題目： Nucleolar URB1 ensures 3' ETS rRNA removal to prevent exosome surveillance
期刊：Nature
發(fā)表時(shí)間：2023年3月8日
主要內(nèi)容：中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）陳玲玲研究組在Nature雜志上發(fā)表了文章Nucleolar URB1 ensures 3' ETS rRNA removal to prevent exosome surveillance ，該工作揭示了核仁的超微精細(xì)結(jié)構(gòu)，為解析核仁的功能和結(jié)構(gòu)提供全新見解，為深入研究核仁蛋白質(zhì)在pre-rRNA加工中的功能協(xié)調(diào)以及對核糖體生成和胚胎發(fā)育影響提供全新思路。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-023-05767-5
使用TransGen產(chǎn)品：
Trans1-T1 Phage Resistant Chemically Competent Cell（CD501）
研究背景
核仁是細(xì)胞核內(nèi)一個(gè)復(fù)雜且高度動(dòng)態(tài)變化的無膜亞結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞核內(nèi)核糖體RNA（ribosomal RNA, rRNA）的加工廠，它在調(diào)節(jié)rRNA的轉(zhuǎn)錄、加工以及核糖體亞基組裝中發(fā)揮著重要作用。核仁在形態(tài)上由內(nèi)而外可以分為三層結(jié)構(gòu)：多個(gè)纖維中心（Fibrillar Center, FC）、致密纖維組分（Dense Fibrillar Component, DFC）和顆粒組分（Granular Component, GC）。RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄復(fù)合物聚集在FC區(qū)域邊緣對核糖體DNA（rDNA）進(jìn)行轉(zhuǎn)錄；rRNA前體（pre-rRNA）加工蛋白質(zhì)在DFC區(qū)域參與調(diào)控rRNA前體的定向轉(zhuǎn)運(yùn)和核仁DFC環(huán)簇狀結(jié)構(gòu)的組裝。這些在FC/DFC單元產(chǎn)生的rRNA占細(xì)胞內(nèi)總RNA的約85%，因此在FC/DFC中rRNA成熟的過程是一個(gè)受到精密調(diào)控的過程。加工修飾完成的pre-rRNA進(jìn)入GC區(qū)域參與核糖體亞基的組裝。核仁在生物體生命活動(dòng)中扮演著重要的角色，但大多數(shù)核仁蛋白質(zhì)的精確定位及其如何參與pre-rRNA高效有序加工等基礎(chǔ)生物學(xué)問題尚不清楚。
文章概述
研究人員首先利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建了DFC/GC雙色熒光蛋白質(zhì)標(biāo)記的參考細(xì)胞系，在此細(xì)胞系內(nèi)對200個(gè)核仁候選蛋白質(zhì)進(jìn)行了高分辨率的活細(xì)胞成像，成功篩選到140個(gè)定位在細(xì)胞核仁不同亞結(jié)構(gòu)區(qū)域的蛋白質(zhì)。對這140個(gè)核仁蛋白質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，其中12個(gè)蛋白質(zhì)定位于DFC外部，形成厚度約為200 nm的球殼狀新結(jié)構(gòu)，被命名為PDFC，其中包括URB1。研究發(fā)現(xiàn)URB1具有分子量大，蛋白質(zhì)流動(dòng)性慢的特征，對于維持PDFC的結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要。緊接著研究人員利用光學(xué)超分辨顯微成像系統(tǒng)性地完善了核仁的精細(xì)亞結(jié)構(gòu)分析，為更好認(rèn)識(shí)核仁組織結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制提供了重要基礎(chǔ)。
為了理解核仁亞結(jié)構(gòu)組成和功能與核仁內(nèi)pre-rRNA的轉(zhuǎn)錄、加工和組裝過程之間的關(guān)系，以及新發(fā)現(xiàn)的PDFC核仁亞結(jié)構(gòu)的功能，研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PDFC關(guān)鍵蛋白質(zhì)URB1調(diào)控pre-rRNA 3’末端ETS 區(qū)域 （External transcribed spacer，ETS）折疊和加工。其在PDFC的定位參與了3’ETS的錨定、折疊與去除。URB1缺失導(dǎo)致3’ETS折疊異常、U8 snoRNA與pre-rRNA的結(jié)合受阻、從而導(dǎo)致3’ETS的加工異常。這些異常的pre-rRNA中間產(chǎn)物在核仁中大量累積，進(jìn)而激活RNA穩(wěn)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（RNA Exosome）在核仁發(fā)揮活性，引發(fā)異常pre-rRNA的降解，導(dǎo)致成熟的28S rRNA減少，無法維持細(xì)胞內(nèi)核糖體的穩(wěn)態(tài)和蛋白質(zhì)合成，造成斑馬魚和小鼠的早期發(fā)育缺陷，甚至死亡。
該項(xiàng)研究利用超高分辨率生物成像、單分子RNA成像、RNA二級結(jié)構(gòu)解析以及動(dòng)物模型等多種研究手段，全面揭示了核仁精細(xì)結(jié)構(gòu)與pre-rRNA的加工相互協(xié)同，共同維持核仁內(nèi)微環(huán)境穩(wěn)定，為認(rèn)識(shí)核仁功能提供了全新的見解。此外，該研究證明了URB1這類非流動(dòng)性蛋白質(zhì)在核仁液-液相分離環(huán)境中的關(guān)鍵組織作用，對深入理解三維pre-rRNA加工機(jī)制、核仁組裝形成和功能提供了新的思路。
核仁蛋白質(zhì)協(xié)同核仁精細(xì)結(jié)構(gòu)與pre-rRNA加工的新機(jī)制
全式金產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金的克隆感受態(tài)細(xì)胞Trans1-T1 Phage Resistant Chemically Competent Cell（CD501）助力本研究。
Trans1-T1 Phage Resistant Chemically Competent Cell（CD501）
一款經(jīng)特殊工藝制作的化學(xué)感受態(tài)細(xì)胞，轉(zhuǎn)化效率高達(dá)109 cfu/ug DNA以上。自上市以來備受客戶喜愛，轉(zhuǎn)化效率高、產(chǎn)品性能穩(wěn)定，多次榮登Nature、Molecular cell等知名期刊。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
? Trans1-T1 Phage Resistant感受態(tài)細(xì)胞生長速度快，在氨芐青霉素平板上，8-9小時(shí)可見克隆。
? 用于藍(lán)、白斑篩選，12小時(shí)可見藍(lán)斑。
? 將過夜培養(yǎng)的單克隆在2 ml的LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)4-5小時(shí)即可進(jìn)行小量質(zhì)粒提取。
? 適用于高效的DNA克隆和質(zhì)粒擴(kuò)增，減少克隆DNA同源重組的發(fā)生，提高質(zhì)粒DNA的產(chǎn)量和質(zhì)量。
? 具有T1，T5噬菌體抗性。
全式金產(chǎn)品再一次登上Nature期刊，證明了大家對全式金產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)力的認(rèn)可，也完美詮釋了全式金一直以來秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶”的理念。全式金始終在助力科研的道路上砥礪前行，希望未來能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續(xù)助力科研。
使用Trans1-T1 Phage Resistant Chemically Competent Cell（CD501）產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：
? Shan L, Xu G, Yao R W, et al. Nucleolar URB1 ensures 3' ETS rRNA removal to prevent exosome surveillance[J]. Nature, 2023.
? Lei Z, Meng H, Liu L, et al. Mitochondrial base editor induces substantial nuclear off-target mutations[J]. Nature, 2022.
? Zhang Q, Zhang X, Zhu Y, et al. Recognition of cyclic dinucleotides and folates by human SLC19A1[J]. Nature, 2022.
? Wang D, Xu C, Yang W, et al. E3 ligase RNF167 and deubiquitinase STAMBPL1 modulate mTOR and cancer progression[J]. Molecular cell, 2022.
? Zhao L, Huang N, Mencius J, et al. DPY30 acts as an ASH2L-specific stabilizer to stimulate the enzyme activity of MLL family methyltransferases on different substrates[J]. Iscience, 2022.
