Cell Rep | Polysome profiling应用：复旦大学程净东团队揭示40S核糖体解码中心成熟的核质检查点机制

核糖体是负责将信使RNA解码为蛋白质的大型核糖核蛋白复合物。在真核细胞中，核糖体的生物合成是一个高度复杂且受精确调控的过程，起始于核仁，最终在细胞质中完成。

该过程涉及一系列有序的组装、修饰和成熟步骤，以确保核糖体亚基的正确形成。小亚基（40S）的形成尤其复杂，其功能核心解码中心（DC）的成熟贯穿了整个生物合成路径。

解码中心的成熟对于保证翻译的准确性至关重要，其晚期细胞质阶段的成熟机制已有较为清晰的认识。然而，关于解码中心在核质中早期组装和成熟的分子机制及其调控网络，人们的理解仍然非常有限。

2026年6月15日，复旦大学程净东与海德堡大学Ed Hurt团队在Cell Reports上发表了题为“Nucleoplasmic checkpoint of the 40S ribosomal decoding center maturation” 的研究论文。该研究发现Rrp12蛋白的C端结构域在协调解码中心早期组装中起关键作用，通过促进组装因子的及时释放和防止rRNA过早折叠来确保核糖体成熟的准确性。

文章索引

【标题】Nucleoplasmic checkpoint of the 40S ribosomal decoding center maturation

【发表期刊】Cell Reports

【发表日期】2026年6月15日

【作者及团队】复旦大学程净东与海德堡大学Ed Hurt团队

【IF】6.9

研究结果

一、Rrp12的C末端对核糖体组装至关重要，其缺失导致组装缺陷

通过在酵母中构建Rrp12 C末端截短突变体，发现该区域对于细胞正常生长至关重要。

进一步通过串联亲和纯化、Polysome profiling多聚核糖体分析和质谱分析发现，Rrp12 C末端缺失导致pre-40S颗粒上滞留了本应解离的早期组装因子，并异常招募了晚期质量控制因子Rio1。

二、野生型核糖体前体颗粒结构揭示了解码中心保守的成熟路径

利用冷冻电镜技术，研究人员解析了野生型Rrp12相关的八种不同核糖体前体颗粒结构。

这些结构清晰地描绘了从核仁90S前体到细胞质pre-40S颗粒的连续成熟路径，展示了解码中心逐步稳定和折叠的保守过程。

三、Rrp12 C末端缺失导致40S亚基成熟过程异常

对Rrp12 ΔC突变体复合物的冷冻电镜分析，鉴定出多种异常的pre-40S中间体。

这些异常颗粒的共同特征是解码中心关键螺旋h44缺失、持续滞留Utp14以及过早地招募了监视激酶Rio1，表明其成熟进程在Rrp12相关状态下受阻。

四、Utp14的滞留阻断18S rRNA的3'末端成熟

结构分析显示，在Rrp12 ΔC突变体颗粒中，持续结合的Utp14占据了18S rRNA 3'末端加工所需的内切核酸酶Nob1的结合位点。

这种空间位阻直接阻止了Nob1的结合，从而抑制了18S rRNA的最终切割和40S亚基的成熟。

五、Rrp12功能缺陷会激活核内质量监视机制

研究发现在Rrp12 ΔC突变体中，质量控制激酶Rio1在核质阶段就被异常招募到pre-40S颗粒上，而正常情况下它在细胞质晚期才发挥作用。

通过对人细胞的免疫荧光实验进一步证实，当RRP12功能受损时，Rio1会显著地在细胞核内积聚，表明一个核内质量监视机制被激活。

六、Rrp12 C末端缺失通过扰乱rRNA折叠顺序破坏解码中心成熟

结构比对揭示了Rrp12 C末端缺失导致解码中心缺陷的分子机制。

滞留的Utp14排挤了Tsr1蛋白的N末端，解除了其对rRNA螺旋h28的折叠抑制，导致h28过早成熟，进而破坏了h44的正确形成，最终导致解码中心结构紊乱。

总结

本研究通过冷冻电镜和生物化学方法，揭示了组装因子Rrp12在40S核糖体解码中心早期成熟过程中的关键协调作用。研究表明Rrp12的C末端对于保证组装因子的有序释放和rRNA的正确折叠至关重要，其功能缺失会触发由Rio1介导的核质质量控制检查点，从而为理解核糖体生物合成的保真性调控提供了新的分子见解。