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核仁是细胞核内的区室,是核糖体生物合成的主要场所,负责核糖体rRNA的合成、剪切、加工和大小亚基的形成。与其它亚细胞结构不同,核仁没有膜包围,只是与核质相对分隔,这为核仁蛋白定位的高度动态性提供了可能。人们发现在几乎任何造成细胞应激的因素下,包括化疗药物、紫外照射、电离辐射、低氧、营养剥夺等,核仁都会解聚（disruption）,表现为原本定位于核仁的蛋白离开核仁和核仁结构的改变,人们将这个现象称为“核仁应激应答反应”。这可能是造成核仁应激因素下核糖体生物合成停滞和p53蛋白累积的原因,然而核仁或核仁蛋白是通过什么机制应答核仁应激因素并介导下游细胞效应的,这个问题还尚无答案。我们将核定位信号肽融合的氧化还原敏感探针NLS-roGFP1外转入HeLa细胞中,发现在低氧、紫外照射、热应激发生时,核仁都快速趋向氧化状态。这说明各种类型的核仁应激因素都会打破静息条件下核仁的氧化还原稳态,造成核仁区室的氧化应激。为深入理解核仁蛋白如何感应核仁氧化信号并参与应激应答反应,我们对核仁应激相关的两个重要核仁蛋白B23和SENP3向核质移位的分子机制和生物学效应进行了研究。通过采用激光共聚焦显微镜实时动态检测单个细胞核仁区室、质谱鉴定、Grx1融合、ChIP和RIP等实验证实是Cys275的谷胱甘肽化修饰导致B23蛋白与核酸的解离,使其无法在核仁中定位而发生移位;同时发现SENP3蛋白定位于核仁可能是有多处序列形成的“信号斑”所决定的,并找到了SENP3蛋白负责感应氧化信号而移位的位点为Cys532。从生物学效应方面,发现B23移位至核质是核仁应激因素下p53蛋白累积的必要条件。同时,发现SENP3蛋白离开核仁的结果是不再参与32S rRNA剪切过程相关蛋白PELP1的去SUMO化修饰过程。总之,我们的研究结果揭示核仁蛋白在核仁应激因素下可以通过感应核仁区室的氧化信号、发生定位改变,通过激活或阻断特定信号通路,介导核仁应激应答反应。这些发现阐释了核仁区室作为细胞应激感受器的分子基础。