本报讯（物质科学与信息技术研究院）近期，我校物质科学与信息技术研究院健康所葛宏华课题组开发了活细胞核仁动态可视化和蛋白质组学实时捕获技术方法。2025年6月11日，相关研究成果以“Nucleolar beacon for monitoring nucleolar morphology and proteomics in living cells”为题（doi.org/10.1126/sciadv.adv7795），在线发表于Science子刊《科学·进展》（Science Advances）。博士后高佳佳和硕士生孙文杰为该论文的共同第一作者，葛宏华教授、马金鸣教授和王伟强老师为通讯作者。安徽大学为第一单位。
核仁是哺乳动物细胞核内最大的无膜细胞器，主要负责核糖体RNA（rRNA）的转录、加工及核糖体亚基的组装，亦广泛参与DNA损伤应答、细胞周期调控和应激信号整合等关键过程。其形态与功能的异常变化与癌症、神经退行性疾病、衰老及病原体感染等多种病理状态密切相关。然而，核仁因具备液-液相分离特性，其组分呈高度动态化，传统方法如化学染料、rRNA探针或融合蛋白标记在空间分辨率、细胞毒性和活细胞适用性方面均存在明显局限，难以满足对核仁功能与蛋白互作网络动态研究的需求。邻近标记技术近年来在蛋白质互作研究中显示出巨大潜力，但将其精准定位于核仁仍面临技术挑战。因此，亟需构建一种具备高核仁特异性、低背景干扰、良好稳定性及功能兼容性的标记体系，以实现活细胞中核仁的可视化及蛋白质组学研究，为揭示核仁功能及相关疾病机制提供有效工具。
研究团队通过改造胞内病原菌入核效应蛋白的核定位信号序列，成功获得了具有高效核仁靶向能力的小肽，命名为“核仁灯塔（NoB）”，研究表明NoB主要依赖KPNA1/KPNB1完成从胞质至核内的转运，并在多种哺乳动物细胞中实现对核仁的精准标记。为了实现动态监测活细胞核仁变化，研究人员基于NoB构建了两种稳定表达的核仁指示细胞系（TCN和HCN），细菌感染和药物应激实验证明其可以实现活细胞核仁变化过程的动态监测，体现出NoB在应激监测中的高敏感性与实用性。团队进一步将NoB与邻近标记技术及质谱分析相结合，建立了一种捕获核仁蛋白质组的方法，为实时监测核仁蛋白质互作网络提供了新的工具。
上述开发的技术方法为活细胞核仁功能研究提供了有效且通用的工具，并为靶向药物递送策略提供了潜在方案。该研究得到国家自然科学基金和中国博士后科学基金项目的资助，部分实验得到中山大学生命科学学院陆勇军教授课题组的重要帮助。
图“核仁灯塔” NoB：实时监测核仁形态和蛋白质组的新工具