
9月28日,我校王波团队在Nature Chemical Biology在线发表了题为“SRSF1 modulates the dark nucleolar cap pH to restore nucleolar integrity and function”的研究论文,初步阐明了SRSF1调控核仁应激稳态的全新机制。研究证实,在rRNA合成受阻的应激条件下,SRSF1会从核斑特异性迁移至DNC,而不是富集于常规核仁亚区,且该现象普遍存在于多种肿瘤细胞中。SRSF1的N端RRM1结构域是其定位于DNC的核心元件;应激条件下,SRSF1还可与核仁解旋酶DDX18形成复合物,这是SRSF1转运至DNC的重要条件。进一步研究发现,DNC具有独特的碱性pH微环境,与核斑及其他核仁亚区的理化特性完全不同。SRSF1及其家族成员能够维持DNC的碱性微环境,而C端精氨酸/丝氨酸富集(arginine/serine-rich, RS)无序结构域的高净正电荷是介导DNC碱化的关键,并且该功能独立于其经典的RNA剪接作用。SRSF1缺失会导致应激后核仁结构重塑异常、rRNA加工受阻以及DNA损伤累积,只有携带完整高正电荷RS结构域的SRSF1才能修复上述缺陷。团队基于该特征合成的高正电荷RA串联多肽,可特异性靶向核仁,有效修复核仁应激损伤并恢复rRNA加工功能。

综上,本研究首次揭示经典剪接因子SRSF1依靠蛋白一级序列的电荷特征,调控生物大分子凝聚体pH梯度的形成。该工作拓展了生物凝聚体pH调控模型,再次证实生物凝聚体pH梯度由蛋白固有的带电氨基酸序列决定,同时也揭示了RS结构域的全新非剪接功能。
核仁是细胞内最大的无膜生物分子凝聚体,由纤维中心(FC)、致密纤维组分(DFC)和颗粒组分(GC)三层亚结构组成,是核糖体合成的核心场所。当细胞遭遇DNA损伤、转录抑制等应激时,核仁结构会外翻,形成暗核仁帽(dark nucleolar cap, DNC)。既往研究发现,核仁可依靠蛋白的电化学特性建立不依赖ATP质子泵的pH梯度,从而维持凝聚体的结构与功能稳态。经典核斑剪接因子SRSF1过去被认为仅参与mRNA剪接,至于其是否参与核仁应激响应、是否调控凝聚体pH微环境,此前尚无相关报道。
王波团队长期聚焦生物凝集体相分离与电荷调控机制。此前,团队在Molecular Cell发表研究,阐明SRRM2磷酸化电荷块调控核斑融合的分子机制。本次工作进一步延伸至应激下DNC的pH电荷调控,系统建立了“蛋白电荷—凝聚体理化特性—细胞应激稳态”的研究体系。
厦门大学生命科学学院博士生马绥斌(已毕业)、硕士生郭杰睿(已毕业)为共同第一作者,硕士生詹翔、博士生吴凡、硕士生杨朔(已毕业)为本研究做出重要贡献。王波教授为通讯作者。厦门市第五医院黄超群为本研究提供了关键实验技术支撑。本研究获得国家自然科学基金、福建省自然科学基金等多项资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41589-026-02316-9
(生命科学学院)