炸裂！一天4篇Science，陈玲玲等在生命科学领域取得重大进展

核仁是一种多层无膜核凝聚物，其中 DNA 聚合酶 I （Pol I) 介导的核糖体 DNA （rDNA) 转录和前 rRNA 加工发生在纤维中心和致密纤维成分 (FC/DFC) 单元中。如何调节核仁的生物物理特性仍然难以捉摸。

2021年7月30日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）陈玲玲和刘珈泉共同通讯在Science 发表题为“lncRNA SLERT controls phase separation of FC/DFCs to facilitate Pol I transcription”的研究论文，该研究首次揭示了长非编码RNA SLERT以RNA分子伴侣机制改变互作核仁蛋白DDX21构象进而影响FC/DFC区域的大小和流动性，维持RNA聚合酶I高效转录生成核糖体RNA。

总之，该研究首次发现SLERT以RNA分子伴侣机制调控蛋白质的构象和多聚状态并且观察到单分子水平下蛋白质微观相分离的功能特征和调控机制。蛋白质的多聚状态与其流动性、分子间相互作用以及功能发挥直接相关，RNA分子伴侣通过跨越数量级调控核仁蛋白质相分离特性维持细胞核仁正常的形态功能，对lncRNA领域和相分离领域的深入研究具有重大意义。

另外，2021年7月30日，北京航空航天大学赵立东及南方科技大学何佳清共同通讯在Science 在线发表题为“Power generation and thermoelectric cooling enabled by momentum and energy multiband alignments”的研究论文，该研究通过 Pb 合金化开发了具有宽带隙 (Eg ≈ 33 kBT) 的 SnSe 晶体，并具有有吸引力的热电性能。铅合金化促进的动量和能量多带对齐导致在 300 K 时具有~75 μW cm-1 K-2 的超高功率因数，以及平均品质因数 ZT为~1.90。该研究发现 31 对热电器件可以产生 ~4.4% 的发电效率和 ~45.7 K 的冷却 ΔTmax。这些结果表明宽带隙化合物可用于热电冷却应用。总之，本工作首次尝试了基于SnSe晶体材料的多对热电器件的装配与性能表征，结果表明其能够实现显著的温差发电效率和通电制冷性能。这一研究表明宽带隙SnSe晶体可作为电子制冷材料的巨大潜力。且SnSe材料具有成本低、储量丰富和重量小等优势，具有十分重要的应用价值。

2021年7月30日，北京理工大学陈棋及北京大学周欢萍共同通讯在Science 在线发表题为“Liquid medium annealing for fabricating durable perovskite solar cells with improved reproducibility”的研究论文，该研究报道了一种巧妙且强大的液体介质退火 (LMA) 技术，可以有效提高钙钛矿薄膜的可重复加工性和大规模生产能力，有望彻底实现钙钛矿太阳能的商业化！利用该技术生产的小面积和大面积太阳能电池设备的PCEs分别为 24.04%（经认证为 23·7%）和23.15%（经认证的 PCE 为 22·3%），这充分说明LMA技术的可规模化应用潜力！因此，该方法为以可扩展和可重复的方式提高钙钛矿薄膜和光伏器件的质量开辟了一条新的有效途径。

2021年7月30日，香港大学张爽（音译，Zhang Shuang）团队在Science 在线发表题为“Linked Weyl surfaces and Weyl arcs in photonic metamaterials”的研究论文，该研究基于具有工程电磁特性的超材料构建了一个具有杨-单极子和外尔表面的系统，从而通过选定的三维子空间观察了几种有趣的体和表面现象，例如外尔表面和表面外尔弧的连接。演示的光子外尔表面和外尔弧利用高维拓扑的概念来控制电磁波在人工设计的光子介质中的传播。

液-液相分离被认为会驱动核凝聚物的形成，包括核仁（核仁由含有不同蛋白质和核糖体 RNA （rRNA) 的子域组成）。rDNA 转录以及前体 rRNA 加工和核糖体生产需要复杂的组织。每个纤维状中心 (FC) 包含两到三个具有转录活性的核糖体 DNA （rDNAs），并被前 rRNA 加工因子的微型液滴包围，这些小液滴进一步组装成致密的纤维状成分 (DFC)。

快速 rRNA 转录发生在 FC 和 DFC 的边界，随后的前 rRNA 加工发生在 DFC。每个核仁包含数十个 FC/DFC 单元，这些单元嵌入一个颗粒状成分 (GC) 区域，该区域包含前 rRNA 加工和核糖体 RNA 核糖核蛋白组装的后期阶段。

最近发现结构化 RNA 在相分离缩合物的组装和功能中发挥重要作用。是否有任何长链非编码 RNA (lncRNA) 参与调节导致核仁分层组成的核仁组分的相分离，仍有待探索。SLERT 是一个盒式 H/ACA 小核 RNA (snoRNA) 末端的 lncRNA。SLERT 通过与 DEAD-box RNA 解旋酶 DDX21相互作用来促进 RNA 聚合酶 I (Pol I) 转录。

在 SLERT 结合后，单个 DDX21 分子采用封闭构象。SLERT 的缺失导致单个 DDX21 分子转换为开放构象，并导致 FC 周围含有 DDX21 的壳状结构坍塌，最终损害 Pol I 转录。在这项研究中，探索了 SLERT 如何控制 DDX21 构象和组织，从而调节多层核结构和 Pol I 介导的转录。

该研究首次揭示了长非编码RNA SLERT以RNA分子伴侣机制改变互作核仁蛋白DDX21构象进而影响FC/DFC区域的大小和流动性，维持RNA聚合酶I高效转录生成核糖体RNA。

总之，该研究首次发现SLERT以RNA分子伴侣机制调控蛋白质的构象和多聚状态并且观察到单分子水平下蛋白质微观相分离的功能特征和调控机制。蛋白质的多聚状态与其流动性、分子间相互作用以及功能发挥直接相关，RNA分子伴侣通过跨越数量级调控核仁蛋白质相分离特性维持细胞核仁正常的形态功能，对lncRNA领域和相分离领域的深入研究具有重大意义。

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）陈玲玲研究组博士研究生吴曼、许光和刘珈泉研究组博士研究生韩冲为该论文的共同第一作者，陈玲玲研究员、刘珈泉研究员为该论文的共同通讯作者。陈玲玲组博士研究生栾鹏飞、杨良中、杨正虎、单琳，博士后黄友葵和已毕业博士生邢宇航参与工作。该研究也得到中国科学院上海营养与健康所（原计算生物学研究所）杨力研究员及其博士研究生南芳的大力帮助。

参考消息：

https://science.sciencemag.org/content/373/6554/547