核仁相分离的自适应能量调控调节rRNA转运

真核细胞会响应环境胁迫而调节生化通路，暂停诸如蛋白质合成和核糖体生物发生等高能量消耗过程。核糖体生物发生发生于多相核仁内，该结构包含三个层次，大致分别对应核糖体RNA（rRNA）的转录、加工和组装。尽管药物处理诱导的核仁扰动以及光遗传学诱导的核仁凝胶化会改变核仁稳定性并阻碍核糖体生物发生，但目前仍不清楚核仁性质是否会响应代谢和生长信号而被主动调节。在此，我们表明核仁相分离会根据生理需求进行调节。对内源性标记的NPM1进行活细胞成像显示，NPM1的分配与营养可用性之间存在紧密关系。在营养匮乏条件下，核仁中的NPM1水平升高，表明相分离得到稳定并呈现出更强的凝胶样状态。确实，我们表明rRNA扩散降低，且核仁网状结构发生收缩。此外，这一变化与rRNA加工减少相对应，提示转运性质的降低阻止了未成熟核糖体亚基从核仁中释放。在机制上，我们表明这些变化由ATP水平驱动，而ATP水平会广泛影响核糖体生物发生这一高能量消耗过程。当通过重新引入营养恢复ATP水平后，核仁组成可在数分钟内恢复正常，提示存在主动调控。综上所述，我们的研究结果揭示，核仁的生物物理性质并非固定不变，而是会受到细胞能量水平的主动重塑，从而将相分离动力学与核糖体生物发生的代谢调控联系起来。

真核细胞会响应环境胁迫而调整生化通路，暂停蛋白质合成和核糖体生物发生等能量消耗高昂的过程。核糖体生物发生发生于多相核仁内，核仁包含三个层次，大致分别对应核糖体RNA（rRNA）的转录、加工和组装。尽管药物处理诱导的核仁扰动以及光遗传学诱导的核仁凝胶化会改变核仁稳定性并阻碍核糖体生物发生，但目前尚不清楚核仁性质是否会响应代谢和生长信号而被主动调节。在此，我们表明核仁相分离会根据生理需求进行调节。对内源性标记的NPM1进行活细胞成像显示，NPM1的分配与营养供给之间存在紧密关系。在营养剥夺条件下，核仁中的NPM1水平升高，表明相分离得到稳定并呈现出更强的凝胶样状态。确实，我们显示rRNA扩散降低且核仁网状结构收缩。此外，这一变化与rRNA加工减少相对应，提示运输性质的降低阻止了未成熟核糖体亚基从核仁中释放。机制上，我们表明这些变化由ATP水平驱动，而ATP水平广泛影响核糖体生物发生这一高能耗过程。在通过重新引入营养恢复ATP水平后，核仁组成可在数分钟内恢复正常，提示这一过程受主动调控。综上所述，我们的研究结果揭示，核仁的生物物理性质并非固定不变，而是由细胞能量水平主动重塑，从而将相分离动力学与核糖体生物发生的代谢调控联系起来。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.24.746772v1?rss=1

🏷️ 核仁相分离 rRNA转运 核糖体生物发生 ATP能量调控 营养胁迫