核斑体（nuclear speckles）是细胞核中富含剪接因子和RNA分子的无膜细胞器，被认为是转录和剪接的协调中心【1】。核斑体的形成主要依赖于RNA和蛋白质之间的相互作用，特别是那些具有无序区域的蛋白质。剪接因子在核斑体中富集，并参与多种RNA处理过程，包括转录、剪接和3’端加工。mRNA3’端加工是指将pre-mRNA的3’末端切割并与聚腺苷酸（poly(A)）链连接，形成成熟的mRNA【2】。mRNA3’端加工对于mRNA生物合成至关重要，并影响转录终止、mRNA转运和翻译【3】。近70%的真核生物基因会产生经历选择性聚腺苷化（APA）的转录本，这可以产生具有不同3’非编码区（3’UTR）和编码序列不同的mRNA变体【4】。聚腺苷化需要多种反式作用因子，包括RBBP6、聚腺苷酸聚合酶（PAP）和多亚基复合物CPSF、CstF和CFII【5】。RBBP6 是一个必需的聚腺苷化因子，由一个N端结构域（NTD）和一个位于C端的无序区域（IDR）组成。RBBP6的NTD在酵母到人类的进化过程中保持保守，并在体外聚腺苷化中起催化作用【6】。RBBP6的IDR在酵母同源物Mpe1p中缺失，其功能尚不清楚。2025年1月10日，来自美国加州大学尔湾分校医学院微生物学与分子遗传学系的Yongsheng Shi研究团队在Molecular Cell杂志发表题为RBBP6 anchors pre-mRNA 3’ end processing to nuclear speckles for efficient gene expression的研究论文，该研究揭示了RBBP6通过其C端的无序区域定位到核斑体，从而有效地锚定 pre-mRNA的3’末端加工过程。研究人员通过免疫荧光染色发现，RBBP6蛋白在人类和小鼠细胞中高度浓缩在多个大型核点中，这些核点与核斑体的特征相符。通过共免疫荧光染色分析，证实RBBP6与核斑体标记蛋白SRRM2和SON存在共定位现象。研究人员通过基因工程构建的细胞系进一步验证了RBBP6定位于核斑体的现象。此外，RBBP6的相互作用组分析显示，其与许多已知的核斑体组分存在相互作用，例如SRRM2和CPSF100。研究人员构建了RBBP6的N端结构域（NTD）和C端无序区域（IDR）的融合蛋白，并通过免疫荧光染色观察到NTD融合蛋白广泛分布在细胞核中，而IDR融合蛋白则形成与核斑体重叠的核点。研究人员进一步构建了RBBP6的IDR截短突变体，并通过免疫荧光染色观察到不同IDR截短突变体的定位模式。结果表明，RBBP6的IDR1和IDR4对于其核斑体定位至关重要，而IDR2和IDR3则不是必需的。研究人员还构建了NTD与单个IDR子区域融合的RBBP6突变体，并通过免疫荧光染色观察到这些突变体的定位模式。结果表明，只有 NTD与IDR4 融合的蛋白能够有效地形成与核斑体重叠的核点，而NTD与IDR1融合的蛋白则主要定位于核仁。进一步研究人员通过体外相分离实验发现，RBBP6蛋白能够形成葡萄串状的凝聚体，其中“葡萄”表现出液态特性，而“茎”则表现出固态特性。RBBP6的NTD能够形成液态滴，而IDR则形成纤维状凝聚体。当NTD和IDR混合时，它们能够形成与细胞中核斑体相似的凝聚体。研究人员还发现，RBBP6能够与SRRM2蛋白发生相互作用，并促进其凝聚体的形成。研究人员通过dTAG融合蛋白介导的RBBP6敲除实验发现，RBBP6的缺失导致转录终止缺陷和广泛的选择性聚腺苷化（APA）改变。研究人员还发现，RBBP6的C端无序区域对于恢复RBBP6缺失细胞的正常APA特征至关重要。研究人员通过过表达RBBP6的不同突变体发现，只有NTD融合蛋白和NTD与IDR1融合的蛋白会抑制APA，而NTD与IDR4融合的蛋白则能够促进APA的正常进行。这些结果表明，RBBP6的C端无序区域对于其参与细胞中的mRNA 3’端加工至关重要。总之，该研究揭示了核斑体在基因表达中的重要作用，作为转录、剪接和3’末端加工等多个步骤的枢纽，从而提高了不同基因表达步骤的效率和协调性。https://doi.org/10.1016/j.molcel.2024.12.016制版人：十一
1. Spector, D.L., and Lamond, A.I. (2011). Nuclear speckles. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 3, a000646.
2. Proudfoot, N.J. (2011). Ending the message: poly(A) signals then and now. Genes Dev. 25, 1770-1782.
3. Boreikaite, V., and Passmore, L.A. (2023). 3’End Processing of Eukaryotic mRNA: Machinery, Regulation, and Impact on Gene Expression. Annu. Rev. Biochem. 92, 199-225.
4. Tian, B., and Manley, J.L. (2017). Alternative polyadenylation of mRNA precursors. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 18, 18-30.
5. Boreikaite, V., Elliott, T.S., Chin, J.W., and Passmore, L.A. (2022). RBBP6 activates the pre-mRNA 30 end processing machinery in humans. Genes Dev. 36, 210-224.
6. Di Giammartino, D.C., Li, W., Ogami, K., Yashinskie, J.J., Hoque, M., Tian, B., and Manley, J.L. (2014). RBBP6 isoforms regulate the human polyadenylation machinery and modulate expression of mRNAs with AU-rich 30 UTRs. Genes Dev. 28, 2248-2260.
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