核仁是怎样行使其生理功能的

真核细胞间期核中最显著的细胞结构是核仁。在光学显微镜下,核仁通常呈均质而致密的球体;在电子显微镜下,核仁主要分为三个区,即.1)颗粒区,含有核糖体前体颗粒;2)致密的丝状区即纤维区,包含有正在转录的RNA分子;3)浅染色区,或称为核仁内染色质,该区包含有从染色体核仁组织者区来的DNA,其中含有rRNA基因。因而,从成份上说,核仁是由DNA、RNA和蛋白质组成的,它的主要功能是转录rRNA和装配核糖体亚单位。     

RNA修饰类型及调控蛋白

RNA修饰是指发生在RNA上的各种修饰形式。自然界中的RNA修饰广泛存在于A、U、C、G四类核苷酸上,此外,极少的RNA修饰发生在次黄嘌呤核苷(I)上。目前已经在古细菌、细菌、病毒和真核生物中发现超过140种的RNA转录后修饰形式。在各种类型的RNA修饰中,甲基化修饰占到了三分之二,这些修饰广泛存在于各种RNA类型中,包括信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)、核内小RNA(snRNA)、核仁小RNA(sno RNA)、微小RNA(miRNA)、小干扰RNA(siRNA)、piwi蛋白相互作用的RNA(piRNA)和长非编码RNA(lncRNA)等。现介绍主要的RNA修饰类型,并对其调控蛋白进行归纳总结。     

SUMO化修饰的Apak对核糖体RNA合成的调控作用

核糖体是由核糖体RNA和核糖体蛋白组成的复合体,其功能是参与蛋白质合成.SUMO化修饰的底物蛋白对核糖体的形成有重要调控作用.前期研究发现,KRAB型锌指蛋白Apak能特异地抑制p53所介导的凋亡通路.进一步研究发现,在核仁应激及癌基因激活条件下,抑癌蛋白ARF促进Apak发生SUMO化修饰并促使其移位于核仁.为了进一步探讨SUMO化修饰的Apak对核糖体RNA合成的调控功能,本研究通过Northern blot检测SUMO化修饰的Apak对核糖体RNA合成的影响,实时定量PCR检测核糖体RNA转录水平,RNA-Ch IP方法检测核糖体RNA与Apak蛋白的相互作用,结果表明,SUMO化修饰的Apak抑制47S核糖体RNA前体的合成且抑制RNA聚合酶Ⅰ介导转录的18S和5.8S r RNA的合成;在放线菌素D以及癌基因诱导下,促进Apak与18S,5.8S r RNA相互作用.本研究对理解Apak的功能和作用机制提供了新的依据,为深入研究KRAB型锌指蛋白家族分子对核糖体RNA的调控奠定了基础.     

snoRNP的生物发生

核仁小核糖核蛋白体颗粒(small nucleolar ribonucleoproteins partical,snoRNP)是一种定位于核仁的复合物,它由一系列核仁小RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)和核心蛋白质结合而成。这些snoRNP指导核糖体RNA(rRNA)前体的加工修饰,在核糖体的生物发生中起着重要的作用。研究显示大多数snoRNP加工和组装的早期阶段发生在核浆,在Cajal小体(Cajal body,CB)中组装成熟之后,在PHAX、p50、p55、SMN和Nopp140等蛋白质的帮助下穿越各种不同的核间隔转运至核仁,并在核仁中发挥功能。本文对snoRNP的生物发生过程作一综述。     

18SrRNA前体的加工及其在植物中的研究现状

核糖体RNA(rRNA)的转录和加工是真核生物细胞一项重要的生命活动,这一过程主要发生在核仁内。对前体rRNA(pre-rRNA)的加工程序包括对间隔区的剪切和通过2′-O-核糖甲基化或是假尿苷化对特定的核苷酸进行的修饰。介绍了18S前体rRNA在酵母细胞中的加工过程、主要参与因子以及在植物领域的最新研究进展。     

RNA修饰的生物学功能

上百种RNA修饰已经被发现,广泛分布于转运RNA(t RNA)、信使RNA(m RNA)、核糖体RNA(r RNA)及其他非编码RNA中。m RNA和t RNA上的一些RNA修饰被发现可逆动态调控且具有重要的生物学功能,如表观转录组修饰N~6-甲基腺嘌呤(m~6A)可以被甲基转移酶"写"、去甲基酶"擦除"及结合蛋白"读"。m~6A通过m~6A结合蛋白调控RNA加工代谢过程,从而传递m~6A对下游生理病理调控效应。该文拟从不同类型RNA出发,综述RNA修饰在m RNA、t RNA及其他RNA的代谢加工过程和相关功能中的调控作用,以及由此所影响的生理病理调控效应。     

丁酸钠对人胃腺癌MGC-803细胞核仁纤维中心和银染蛋白的影响

用透射电镜观察到MGC-803细胞的核仁是网织型的,在网眼内分布有电子密度低的纤维中心。MGC-803细胞经丁酸钠作用后,其核仁的类型发生了改变,多呈环型的,核仁的中央有一个大的纤维中心;纤维中心和银染颗粒的大小和数目明显减低;用图像分析仪测得核仁银染蛋白所占面积与核总面积的比值也明显降低。结果提示:丁酸钠可能通过抑制rRNA合成和rDNA转录活性调控MGC-803细胞的增殖。     

核骨架与真核基因复制起点

一、核骨架 核骨架(nuclear scaffold)又名核基质(nuclear matrix,NM),是细胞核内一种动态亚组分结构,其功能是将DNA组织成相对独立的区域(domain),并为其提供专一性的转录、复制及RNA加工的控制位点。它在形态上为一种细胞核内不溶的骨架网络,包括核纤层(lamina)、内层蛋白纤维颗粒、残留的核仁和核孔复合体。它普遍存在于真核细胞中,维持了细胞核的基本形态。     

非编码RNA研究进展

非编码RNA是指不具备蛋白质编码能力的RNA,包括转运RNA、核糖体RNA、小核仁RNA(small nucleolar RNA, snoRNA)以及长非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)等.非编码RNA广泛参与生命活动中重要的生物功能,如生物个体的发育与分化、生殖、细胞凋亡和细胞重编程等,并且与人类疾病密切相关.近年来,随着我国经济的发展和人口老龄化,心血管疾病、肿瘤、代谢性疾病等疾病已成为威胁中国居民健康的重大慢性非传染性疾病,一些罕见病,例如小胖威利综合征(Prader-Willi syndrome, PWS)也随着人口基数的不断增大逐渐影响我国居民的身体健康.随着对这些慢性疾病及罕见疾病发生发展的相关机制研究,我国科学家发现非编码RNA与这些疾病密切相关.非编码RNA参与调控一系列的心血管疾病、肿瘤、代谢性疾病、感染免疫性疾病和PWS等疾病过程.本文对我国学者在非编码RNA领域的贡献进行综述,详细阐述了非编码RNA的加工形成和功能研究等主要进展,并对探究这些非编码RNA与PWS、心血管疾病、肿瘤、代谢性疾病和感染免疫性疾病等发生发展中的重要调控作用,以及我国科学家对该领域的贡献进行了详细的综述和总结.     

核糖体展示技术在非编码核酸研究中的应用

非编码RNA(non-coding RNA)是一类内源性的不具有蛋白质编码功能的RNA分子,在细胞的生长增殖、发育、核内运输,甚至在肿瘤的发生中发挥着重要的作用。核糖体展示技术(ribosome profiling)是多聚核糖体分离和深度测序技术(deep sequencing)相结合的新兴组学技术,可以精确地测定正在被翻译的转录本并具有组学广度。对非编码RNA研究而言,这既是一个新的高度又是一门新的技术。系统阐述了核糖体展示技术的实验原理、目前研究取得的进展,以及在非编码RNA调控机理中的应用。     

Stressing on the nucleolus in cardiovascular disease

The nucleolus is a multifunctional organelle with multiple roles involving cell proliferation, growth, survival, ribosome biogenesis and stress response signaling. Alteration of nucleolar morphology and architecture signifies an early response to increased cellular stress. This review briefly summarizes nucleolar response to cardiac stress signals and details the role played by nucleolar proteins in cardiovascular pathophysiology. This article is part of a Special Issue entitled: Role of the Nucleolus in Human Disease.     

Changes in nucleolar morphology and proteins during infection with the coronavirus infectious bronchitis virus

The nucleolus is a dynamic subnuclear structure involved in ribosome subunit biogenesis, cell cycle control and mediating responses to cell stress, among other functions. While many different viruses target proteins to the nucleolus and recruit nucleolar proteins to facilitate virus replication, the effect of infection on the nucleolus in terms of morphology and protein content is unknown. Previously we have shown that the coronavirus nucleocapsid protein will localize to the nucleolus. In this study, using the avian infectious bronchitis coronavirus, we have shown that virus infection results in a number of changes to the nucleolus both in terms of gross morphology and protein content. Using confocal microscopy coupled with fluorescent labelled nucleolar marker proteins we observed changes in the morphology of the nucleolus including an enlarged fibrillar centre. We found that the tumour suppressor protein, p53, which localizes normally to the nucleus and nucleolus, was redistributed predominately to the cytoplasm.     

In situ hybridization at the electron microscope level: an improved method for precise localization of ribosomal DNA and RNA

In situ hybridization using biotinylated rDNA probes and secondary antibody coupled to gold particles was developed on ultrathin sections of Lowicryl-embedded Ehrlich tumor cells for precise localization of ribosomal RNA (rRNA) and ribosomal DNA (rDNA). For the detection of rDNA, an immunocytochemical approach involving an antibody against single-stranded DNA was used in order to determine the more efficient denaturation procedure. Using this technique, rDNA can be visualized in the fibrillar centers of nucleoli, especially in their peripheral regions at the proximity of both the dense fibrils and the nucleolar interstices as well as within the latter. rDNA was occasionally detected in some clumps of dense nucleolus-associated chromatin. Besides the presence of rRNA in the ribosome-rich cytoplasmic areas and in the dense fibrillar component and the granular component of the nucleolus, rRNA was also found in the fibrillar center areas close to the boundary region to the dense fibrillar component. These results are discussed in the light of the present knowledge on the functional organization of the nucleolus.     

细胞周期决定核糖体蛋白S6在真核细胞核仁中的聚积

核糖体蛋白S6（rpS6）是核糖体40S小亚基的核心组成蛋白之一。研究表明,rpS6可以通过核定位信号进入细胞核中,在核仁中参与核糖体的组装。在该研究中发现,rpS6在高等真核细胞核仁中的聚积与细胞周期有关,rpS6在S期中晚期开始在核仁中聚积,G2期含量达到最高,M期核仁分解时消失。推测,rpS6在核仁中的这种分布特性可能与核糖体的合成随细胞周期变化有关。