p53 调节因子的 RNA 干扰筛选揭示了 WDR75 在核糖体生物发生中的作用

核糖体生物发生是一个必要的，需要能量的过程，其放松管制涉及癌症，老化和神经退化。因此，核糖体的生物发生受到包括p53肿瘤抑制因子在内的各种途径的监控。在这里，作者首先对175个人类核糖体生物发生因子进行高含量的sirna筛选，寻找它们对p53的影响。

在U2OS细胞中敲除4个和35个蛋白分别降低和增加了p53的丰度，包括BYSL、DDX56和WDR75耗尽后p53的积累，其作用已在多个模型中得到验证。利用包括亚细胞分离在内的互补方法，作者证明内源性人WDR75是一种核仁蛋白，免疫荧光分析异位gfp标记的WDR75显示在化学诱导的核仁胁迫下，与几种典型核仁蛋白一起重新定位到核仁帽。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41418-021-00882-0

哺乳动物核糖体是由四种核糖体RNA (rRNA)和约80种不同的核糖体蛋白(RPs)组成的复杂细胞机器。核糖体将mrna中包含的遗传信息翻译成蛋白质，从而在基因表达程序的执行中发挥重要作用，调控细胞生长、细胞分裂和分化等基本生物过程。核糖体生物发生在核仁中开始，其中包含 18S、5.8 和 28S rRNA 序列的 47S rRNA 前体由 14 亚基酶 RNA 聚合酶 I (Pol I) 和几个 Pol I 相关转录因子（包括选择性因子 1）转录 , 转录起始因子 IA 和上游结合因子。

47S rRNA与早期结合RPs和大量核糖体生物发生因子(RBFs)共转录组装成90S过程体。在90S过程成熟为40s前和60s前核糖体亚基的过程中，pre-rRNA经过化学修饰并通过加工释放成熟的rRNA。5S rRNA在核浆中被Pol III转录，随后与RPL5 (uL18)和RPL11 (uL5)组装形成5S核糖核蛋白颗粒(5S RNP)，也称为RPL5/ RPL11/5S rRNA复合物，在正常生长条件下并入60s前核糖体亚基，形成成熟的60S核糖体亚基的中央突起。剩余的RPs在核质和细胞质中逐步组装成40S前和60S前核糖体亚基。

核糖体生物发生的完整过程涉及约200个rbf，它们在特定的装配阶段暂时与发育中的前核糖体联系在一起。考虑到核糖体生物发生中大量的细胞资源和能量的投资，核糖体生物发生是由几个信号通路高度协调的，这些信号通路感知和响应营养物质的可用性、细胞内能量水平、生长因子、有丝分裂原和各种类型的细胞压力。

由于核糖体的生物发生对许多细胞过程的调节是必不可少的，并且在这个过程中定量和定性的改变有助于多种疾病的发病机制，最明显的是核糖体病和癌症，最初的假设是，机制已经进化到感觉这个过程的真实性。早期研究表明，在哺乳动物细胞培养和体内模型中，核糖体生物发生的扰动是由p53信号通路感知的，而不依赖于DNA损伤。

随后的研究证明，在核糖体生物发生受损时，新生的5S RNP从组装到核糖体结合人类小鼠双分钟2同源物(HDM2)，从而抑制HDM2介导的泛素化和p53蛋白降解。这种检查点反应也被称为受损核糖体生物发生检查点(IRBC)。该模型可能有助于解释60S核糖体生物发生缺陷如何以5S rnp依赖的方式激活p53。然而，这与以下观察结果并不一致:40S亚基的RPs的耗尽，即取消40S核糖体亚基的组装，而不是60S核糖体亚基，也可以触发5S rnp依赖的p53激活。

最近的证据表明，在核糖体生物发生受损时，5S rnp依赖的p53激活通过触发凋亡或衰老来抑制肿瘤，并介导核糖体生物发生抑制剂的抗癌作用。因此，识别相关的关键因素，并确定调控该通路的分子机制是至关重要的。

在核糖体应激过程中，WDR75定位于核仁并形成核仁帽

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41418-021-00882-0

在这项研究中，作者系统地消耗了大量参与核糖体生物发生不同阶段的 RBF，包括 60S 或 40S 核糖体亚基的 76 个 RP，以深入了解核糖体中的病变 触发 5S RNP 依赖性 p53 激活的生物发生。因此，作者的研究补充了基于其他读数的筛选工作，帮助扩展了人们对涉及核仁生物学和核糖体功能的蛋白质的观点。

与之前由Lafontaine小组发表的专注于RPs的研究一致，作者揭示了60S核糖体亚基中大多数不同的RPs组分的耗尽会触发强烈的p53激活，而相反的是40S亚基RPs的耗尽。作者还发现了大量rbf，它们的缺失导致p53蛋白丰度的上调，包括WDR75、BYSL和DDX56。基于作者的功能研究，作者现在还描述了WDR75依赖于Pol i介导的转录调控机制，以及之前认为的WDR75在90S过程中的pre-rRNA加工中的作用。作者还认为，在WDR75敲低时，这两个过程的缺陷可能有助于5S rnp依赖的p53激活和细胞命运决定，从而导致细胞衰老。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Pavel Moudry et al. RNA-interference screen for p53 regulators unveils a role of WDR75 in ribosome biogenesis. Cell Death Differ 2021 Oct 5. doi: 10.1038/s41418-021-00882-0.