在細胞中，核糖體合成的每一步都被精細地監測著。核糖體加工步驟中的任何一個環節發生錯誤，都會誘導細胞進入核仁應激（nucleolar stress）狀態，細胞在該狀態中往往發生著多種信號通路的激活和核仁形態的改變。核仁應激能啟動并參與應激誘導的細胞命運決定，在多種人類疾病的發生發展中起著重要作用。

在秀麗線蟲中，多種與核糖體加工相關的突變體被分離和鑒定，它們表現出了多樣化的表型譜，影響著線蟲核仁形態結構、天然免疫、RNA加工代謝、與應激反應等多個方面。光壽紅課題組多年來以秀麗線蟲為研究對象，先后報導了在核仁應激下反義核糖體小干擾RNA(risiRNA)的產生以及核仁結構的重構(nucleolar reshaping) (NSMB 2017; PNAS 2018; NAR 2021; PLoS Genetics 2023; Cell Reports 2023)。

近日，中國科學技術大學生命科學與醫學部光壽紅課題組和安徽醫科大學馮雪竹課題組合作在《Nature Communications》雜志上發表了題為“Nucleolar stress induces nucleolar stress body formation via the NOSR-1/NUMR-1 axis in Caenorhabditis elegans”的文章。該研究在秀麗隱桿線蟲中發現了一個新的壓力誘導型亞核結構—核仁應激響應小體（nucleolar stress body，NoSB）。在本項研究中，課題組通過經典的遺傳學篩選和細胞學手段鑒定出了一條新的核仁應激通路，即NOSR-1/NUMR-1通路，其參與調控核仁應激響應小體(NoSB)的形成。

課題組首先通過微分干涉相差顯微鏡在線蟲體細胞核中觀察到了一種特殊的新型亞核點狀結構。這種結構出現在多種核仁應激處理條件下，如使用放線菌素D抑制rDNA的轉錄、核糖體大亞基/小亞基加工或組裝蛋白的缺失以及RNA外切酶體復合物的缺失等情況。因此，課題組將該結構命名為核仁應激響應小體。隨后，通過全基因組遺傳學篩選、分子生物學、生物信息學方法，課題組尋找了一條新的核仁應激信號通路：NOSR-1/NUMR-1通路。

在該通路中，核仁應激首先激活一個誘導型轉錄因子堿性亮氨酸拉鏈（bZIP）蛋白NOSR-1的表達，然后NOSR-1結合靶標基因，激活下游靶基因，例如NUMR-1，的表達。NUMR-1是一個含SR結構域的蛋白，可能與RNA結合或代謝相關。進一步研究發現，NUMR-1蛋白定位于核仁應激響應小體中，是核仁應激響應小體的重要組成成分。有意思的是，重金屬鎘脅迫也能誘導核仁應激響應小體的生成，并且這一過程獨立于NOSR-1的調控，表明核仁應激響應小體的形成可能受多條信號通路的共同調節。

本文的第一作者是光壽紅課題組的博士研究生洪敏潔和周嘯天。光壽紅教授、馮雪竹教授、陳向陽副研究員和黃新亞副研究員為本文的共同通訊作者。該研究得到了科技部、基金委、中科院和中國科學技術大學的大力支持。

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