Как я говорю GNOME перечитывать свой ~/.profile

Я думаю, что это не возможно. Соответствующий сценарий является/etc/gdm/Xsession. Там вполне наверху Вы найдете

# First read /etc/profile and .profile 
test -f /etc/profile && . /etc/profile
test -f "$HOME/.profile" && . "$HOME/.profile"

и после этого (и определение источника других сценариев, загружая X ресурсов и т.д.) настольная среда запускается, наследовав значения .profile, просто загруженного. Как нет никакого способа изменить среду выполнения процессов (если процесс не имеет никакой специальной функциональности для импорта измененной среды, но это - ничто, что Вы обычно находите), Вам, кажется, не повезло.