我室松阳洲/刘峰团队绘制人类细胞核内无膜凝聚体蛋白网络全景

细胞核是遗传物质DNA的主要储存场所，还包含多种由蛋白质和核酸组成的无膜凝聚体（又称为无膜细胞器或核体）。这些核内亚结构在显微镜水平下可见，且具有高度动态性，与周围核质保持密切的物质交换。典型的核内凝聚体包括核仁（nucleolus）、卡哈尔小体（Cajal body，CB）、Gems小体、PML小体以及组蛋白基因位点小体（histone locus body，HLB）等，它们在细胞核内行使不同功能，但其组织形式及彼此间的相互关系尚未得到系统阐明。核内无膜凝聚体的功能实现高度依赖其蛋白质组成，因此，系统性解析其蛋白网络对于阐明凝聚体的分子构成、功能机制及核内凝聚体间的协同关系，具有重要的生物学意义。

2025年11月28日，中山大学生命科学学院松阳洲、刘峰课题组联合中山大学孙逸仙纪念医院吴苏课题组，在《Nature Cell Biology》在线发表题为《Proximal proteomics reveals a landscape of human nuclear condensates》的研究成果。研究团队基于自主开发的PhastID邻近标记技术，系统鉴定了HeLa细胞中18种核内无膜凝聚体的邻近蛋白网络。通过对多种核凝集体蛋白网络的功能聚类和功能复合体组成分析，发现按照中心法则所示的遗传信息流动方向，可将这些核凝集体从功能上依次排列，形成一条完整的“核体链”。这一发现暗示，核内这些无膜凝集体的排布或许并非杂乱无序，而是存在内在关联。

图1. 核内无膜凝聚体有序调控遗传信息的流动

为研究核凝集体之间的协同作用及相互关联，团队开发生物信息学算法，分析了各核凝集体之间的蛋白质组学相似度关联，鉴定出Gems小体与卡哈尔小体及组蛋白基因位点小体（HLB）可能在功能上存在协同交流。研究团队通过一系列功能实验证实，Gems小体与卡哈尔小体共同参与端粒酶RNA成分hTR的成熟过程并发挥关键作用，同时首次证实Gems小体可协同HLB小体调控组蛋白mRNA转录本的成熟。此外，研究团队基于蛋白质组学相似度关联分析，开发出一套蛋白质核内定位预测方法，并利用该方法鉴定出细胞核内一种潜在的应激响应凝聚体——BUD13小体。

为更好地描绘细胞核内凝集体的整体景观，研究团队整合了目前已发表的300余项核蛋白邻近蛋白组学数据，系统构建出首个人类核内凝聚体地图（NOVA Map）。利用NOVA Map，不仅能够比较和预测疾病相关蛋白突变体的细胞定位及功能差异，还可揭示应激条件下（如热刺激）细胞内各类核凝集体的动态变化，为深入解析细胞核凝集体的调控网络提供了全新视角。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41556-025-01809-4