真核生物核糖體的組裝從核仁開始，在細胞質內完成，是細胞內最重要、最耗能的過程，該途徑包含4條rRNA的剪切、折疊，以及80個核糖體蛋白的翻譯、轉運和組裝，並有多於200個的組裝因子參與其中。近年發現🌌，核糖體組裝的異常與人類多種疾病密切相關，已經成為疾病治療研究的熱門靶點。
真核生物60S核糖體包含5S📰、5.8S👃、25S/28S rRNA和約47種核糖體蛋白🫄🏻。在核仁內🧑🏻🦱， RNA聚合酶I轉錄最先形成35S前體rRNA（在人細胞內為 47S rRNA）🚇🙍🏻，其中包含小亞基18S rRNA和大亞基5.8S rRNA、25S/28S rRNA。通過其上A2/A3位點的切割，可以將35S rRNA分割為大、小亞基兩部分，同時也將核糖體的組裝分成了大、小亞基兩條獨立的主線。而大亞基5S rRNA是由RNA聚合酶III單獨轉錄🌴，並在胞質內加工成熟👲🏼。成熟後的5S rRNA與核糖體蛋白 uL18和uL5一起（構成5S RNP），在一系列組裝因子的幫助下最終被整合到 pre-60S核糖體中。雖然對5S RNP的組裝已有較多研究，但它是何時、以何種方式被穩定的整合到pre-60S核糖體中🎙，迄今為止依然是未知的⛓。而且，25S rRNA結構域IV的早期折疊過程也沒有被研究過。
2023年5月2日，來自MK体育平台生物醫學研究院的程凈東課題組與海德堡大學Ed Hurt教授課題組以及慕尼黑大學Roland Beckmann教授課題組的合作者在EMBO Reports雜誌上以長文的形式發表了“Mechanism of 5S RNP recruitment and helicase-surveilled rRNA maturation during pre-60S biogenesis”的研究文章。
在以往研究的基礎上，研究人員通過進一步的生化和冷凍電鏡手段解析了9種不同的嗜熱毛殼菌60S核糖體前體在核仁階段的結構👨🏻💼，分辨率達到了2.7 Å–3.6 Å，詳細揭示了pre-60S核糖體核仁階段的組裝過程。其中的一個狀態清晰的揭示了5S RNP穩定結合到早期pre-60S核糖體上的機製🧑🚒💇🏻♂️。作者們發現5S RNP在非常早的時期（state 5S RNP）才可以被穩定的整合到pre-60S核糖體中。其中所獲得的5S RNP的構象區別於以往所有已知的構象🎮，作者推測在接下來的成熟過程中，5S RNP需要經過至少兩種不同方向的轉動，才能最終達到成熟的狀態🤦♂️。接下來連續幾個組裝狀態揭示25S rRNA結構域 IV在解旋酶 Dbp10💯、Spb4以及 Pumilio結構域因子 Puf6的順序作用下一步步折疊的過程🏌🏽🫁。折疊完成的最後✋🏿，甲基轉移酶 Spb1作為成熟過程檢查點😻，通過甲基化位於肽基轉移酶中心（PTC）附近A-loop🤫，從而標誌25S rRNA核仁階段組裝的完成🧎🏻♀️➡️，進而促進pre-60S核糖體進入核質內進一步組裝🏊🏿♀️。
該研究首次闡釋了在嗜熱毛殼菌中🙎🏻，5S RNP以及隨後 25S rRNA的結構域 IV是如何在眾多組裝因子的共同作用下進行組裝和折疊的機製。
德國海德堡大學Benjamin Lau博士和MK体育平台博士生黃子軒為該論文共同第一作者🕯，MK体育平台生物醫學研究院和附屬閔行醫院程凈東青年研究員，德國海德堡大學Ed Hurt教授和慕尼黑大學Roland Beckmann教授為該論文共同通訊作者😲。
原文鏈接💆🏼♂️：https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embr.202356910
