真核细胞的核仁是一个无膜细胞器，具有特征性的三层结构：纤维中心（FC）、致密纤维组分（DFC）和颗粒组分（GC）。这种高度有序的区室化如何形成，一直是细胞生物学领域的重要谜题。尽管已知核仁是核糖体RNA（rRNA）合成与加工的场所，但rRNA本身是否参与构建核仁的多层架构，此前尚不明确。
2026年4月7日，《Molecular Cell》杂志发表了浙江大学医学院附属第四医院、浙江大学国际健康医学研究院马为锐研究员团队与中国科学技术大学侯中怀、项晟祺教授团队合作完成的研究论文“Multivalent 28S rRNA expansion segments enable reconstitution of multilayered nucleolar architecture”。该研究发现，28S rRNA通过其扩展片段介导的多价RNA-RNA相互作用，是核仁形成三层套叠结构的关键驱动力。
研究人员首先利用RNA酶L激活实验和Pol I抑制剂处理，证实RNA（尤其是rRNA）对维持核仁中DFC的中空壳状结构不可或缺。随后通过超分辨RNA荧光原位杂交，发现不同rRNA在核仁亚区呈现精确定位：5.8S rRNA富集于DFC，18S rRNA仅微弱富集，而28S rRNA主要分布于GC区并被排除在FC之外。这提示28S rRNA可能在核仁区室化中扮演特殊角色。
为直接验证功能，团队建立了体外核仁重构体系。将纯化的NPM1（GC标志物）、FBL（DFC标志物）与28S rRNA混合后，FBL自发形成环形中空结构，内部排除NPM1，并可在加入POLR1D（FC标志物）后进一步组装成GC-DFC-FC三层类核仁结构。而5.8S或18S rRNA单独均无法诱导该现象，表明28S rRNA是DFC壳状结构形成的关键诱导因子。
结构域突变分析显示，FBL的GAR结构域与甲基转移酶结构域、NPM1的寡聚化结构域与RNA结合结构域均不可或缺，说明蛋白质-蛋白质与蛋白质-RNA相互作用共同驱动了类DFC结构的组装。更重要的是，研究者发现28S rRNA自身能够发生多价RNA-RNA相互作用，形成高分子量复合物。利用荧光共振能量转移和RNA退火实验证实，这种自相互作用在凝聚体内部显著增强；而使用RNA嵌入剂多柔比星抑制RNA-RNA互作后，类DFC结构完全消失。
比较进化分析揭示，具有三层核仁的物种（人、小鼠、鸡）的28S rRNA长度显著长于双层层核仁物种（果蝇、线虫），且拥有更长的富含GC的扩展片段。这些扩展片段赋予28S rRNA更强的多价RNA-RNA互作能力。来自三层核仁物种的28S rRNA能高效诱导类DFC结构形成，而双层层物种的28S rRNA则不能——尽管它们与蛋白质的结合亲和力相似。进一步通过删除或插入扩展片段（尤其是ES7、ES15和ES27），研究者证实这些片段是决定28S rRNA多价性的功能模块，并可跨物种转移：将人的ES7/15/27插入线虫26S rRNA后，后者获得了增强的多价互作能力和类DFC结构诱导能力。
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