核糖體生物發(fā)生是一個(gè)必要的，需要能量的過(guò)程，其放松管制涉及癌癥，老化和神經(jīng)退化。因此，核糖體的生物發(fā)生受到包括p53腫瘤抑制因子在內(nèi)的各種途徑的監(jiān)控。在這里，作者首先對(duì)175個(gè)人類核糖體生物發(fā)生因子進(jìn)行高含量的sirna篩選，尋找它們對(duì)p53的影響。

在U2OS細(xì)胞中敲除4個(gè)和35個(gè)蛋白分別降低和增加了p53的豐度，包括BYSL、DDX56和WDR75耗盡后p53的積累，其作用已在多個(gè)模型中得到驗(yàn)證。利用包括亞細(xì)胞分離在內(nèi)的互補(bǔ)方法，作者證明內(nèi)源性人WDR75是一種核仁蛋白，免疫熒光分析異位gfp標(biāo)記的WDR75顯示在化學(xué)誘導(dǎo)的核仁脅迫下，與幾種典型核仁蛋白一起重新定位到核仁帽。

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哺乳動(dòng)物核糖體是由四種核糖體RNA (rRNA)和約80種不同的核糖體蛋白(RPs)組成的復(fù)雜細(xì)胞機(jī)器。核糖體將mrna中包含的遺傳信息翻譯成蛋白質(zhì)，從而在基因表達(dá)程序的執(zhí)行中發(fā)揮重要作用，調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞分裂和分化等基本生物過(guò)程。核糖體生物發(fā)生在核仁中開(kāi)始，其中包含 18S、5.8 和 28S rRNA 序列的 47S rRNA 前體由 14 亞基酶 RNA 聚合酶 I (Pol I) 和幾個(gè) Pol I 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（包括選擇性因子 1）轉(zhuǎn)錄 , 轉(zhuǎn)錄起始因子 IA 和上游結(jié)合因子。

47S rRNA與早期結(jié)合RPs和大量核糖體生物發(fā)生因子(RBFs)共轉(zhuǎn)錄組裝成90S過(guò)程體。在90S過(guò)程成熟為40s前和60s前核糖體亞基的過(guò)程中，pre-rRNA經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾并通過(guò)加工釋放成熟的rRNA。5S rRNA在核漿中被Pol III轉(zhuǎn)錄，隨后與RPL5 (uL18)和RPL11 (uL5)組裝形成5S核糖核蛋白顆粒(5S RNP)，也稱為RPL5/ RPL11/5S rRNA復(fù)合物，在正常生長(zhǎng)條件下并入60s前核糖體亞基，形成成熟的60S核糖體亞基的中央突起。剩余的RPs在核質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)中逐步組裝成40S前和60S前核糖體亞基。

核糖體生物發(fā)生的完整過(guò)程涉及約200個(gè)rbf，它們?cè)谔囟ǖ难b配階段暫時(shí)與發(fā)育中的前核糖體聯(lián)系在一起?？紤]到核糖體生物發(fā)生中大量的細(xì)胞資源和能量的投資，核糖體生物發(fā)生是由幾個(gè)信號(hào)通路高度協(xié)調(diào)的，這些信號(hào)通路感知和響應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可用性、細(xì)胞內(nèi)能量水平、生長(zhǎng)因子、有絲分裂原和各種類型的細(xì)胞壓力。

由于核糖體的生物發(fā)生對(duì)許多細(xì)胞過(guò)程的調(diào)節(jié)是必不可少的，并且在這個(gè)過(guò)程中定量和定性的改變有助于多種疾病的發(fā)病機(jī)制，最明顯的是核糖體病和癌癥，最初的假設(shè)是，機(jī)制已經(jīng)進(jìn)化到感覺(jué)這個(gè)過(guò)程的真實(shí)性。早期研究表明，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和體內(nèi)模型中，核糖體生物發(fā)生的擾動(dòng)是由p53信號(hào)通路感知的，而不依賴于DNA損傷。

隨后的研究證明，在核糖體生物發(fā)生受損時(shí)，新生的5S RNP從組裝到核糖體結(jié)合人類小鼠雙分鐘2同源物(HDM2)，從而抑制HDM2介導(dǎo)的泛素化和p53蛋白降解。這種檢查點(diǎn)反應(yīng)也被稱為受損核糖體生物發(fā)生檢查點(diǎn)(IRBC)。該模型可能有助于解釋60S核糖體生物發(fā)生缺陷如何以5S rnp依賴的方式激活p53。然而，這與以下觀察結(jié)果并不一致:40S亞基的RPs的耗盡，即取消40S核糖體亞基的組裝，而不是60S核糖體亞基，也可以觸發(fā)5S rnp依賴的p53激活。

最近的證據(jù)表明，在核糖體生物發(fā)生受損時(shí)，5S rnp依賴的p53激活通過(guò)觸發(fā)凋亡或衰老來(lái)抑制腫瘤，并介導(dǎo)核糖體生物發(fā)生抑制劑的抗癌作用。因此，識(shí)別相關(guān)的關(guān)鍵因素，并確定調(diào)控該通路的分子機(jī)制是至關(guān)重要的。

在核糖體應(yīng)激過(guò)程中，WDR75定位于核仁并形成核仁帽

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在這項(xiàng)研究中，作者系統(tǒng)地消耗了大量參與核糖體生物發(fā)生不同階段的 RBF，包括 60S 或 40S 核糖體亞基的 76 個(gè) RP，以深入了解核糖體中的病變 觸發(fā) 5S RNP 依賴性 p53 激活的生物發(fā)生。因此，作者的研究補(bǔ)充了基于其他讀數(shù)的篩選工作，幫助擴(kuò)展了人們對(duì)涉及核仁生物學(xué)和核糖體功能的蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)。

與之前由Lafontaine小組發(fā)表的專注于RPs的研究一致，作者揭示了60S核糖體亞基中大多數(shù)不同的RPs組分的耗盡會(huì)觸發(fā)強(qiáng)烈的p53激活，而相反的是40S亞基RPs的耗盡。作者還發(fā)現(xiàn)了大量rbf，它們的缺失導(dǎo)致p53蛋白豐度的上調(diào)，包括WDR75、BYSL和DDX56?；谧髡叩墓δ苎芯?，作者現(xiàn)在還描述了WDR75依賴于Pol i介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制，以及之前認(rèn)為的WDR75在90S過(guò)程中的pre-rRNA加工中的作用。作者還認(rèn)為，在WDR75敲低時(shí)，這兩個(gè)過(guò)程的缺陷可能有助于5S rnp依賴的p53激活和細(xì)胞命運(yùn)決定，從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老。（生物谷 Bioon.com）

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