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在细胞中，生物分子凝聚物普遍存在，但多组分异质凝聚物尚不明晰。研究人员针对哺乳动物胚胎干细胞中 Oct4、Sox2、Klf4 和 Nanog 四种转录因子，开展异质蛋白组装的分子动力学（MD）模拟研究。发现凝聚物成分和行为各异，Klf4 起支架作用，研究揭示分子间作用对凝聚物形成的重要性。
在微观的细胞世界里，生物分子凝聚物就像一个个神秘的 “小工厂”，它们通过液 - 液相分离（Liquid - Liquid Phase Separation，LLPS）的方式在细胞中形成，尤其是在细胞核这个 “指挥中心” 里极为常见。这些凝聚物对细胞的各种生命活动有着至关重要的影响。打个比方，如果把细胞看作是一座繁华的城市，那么生物分子凝聚物就是城市里的各个功能区，有的负责信息传递，有的掌管物质合成。
然而，目前科学家们对于只含有一种或两种生物分子的凝聚物了解得相对较多，就好像熟悉了城市里几个主要的大型工厂。但对于那些由更多种类生物分子组成，并且内部生物分子之间相互作用更为复杂的异质凝聚物，却知之甚少，这就如同城市里那些结构复杂、功能多样的综合区域，充满了未知。这种知识上的空白，严重限制了我们对细胞精细调控机制的理解，就像地图上缺失了关键区域的信息，让我们无法完整地认知细胞这座 “城市” 的运行规律。为了填补这一空白，深入探索细胞的奥秘，研究人员开启了这项意义重大的研究。
来自未知研究机构的研究人员，将目光聚焦在哺乳动物胚胎干细胞中的四种关键主转录因子：Oct4、Sox2、Klf4 和 Nanog。他们利用基于残基分辨率的分子动力学（Molecular Dynamics，MD）模拟技术，对包含这四种转录因子的异质蛋白组装进行了深入研究。该研究成果发表在《Biophysical Journal》上，为我们理解胚胎干细胞转录调控机制提供了全新的视角。
研究人员在这项研究中运用的主要关键技术是基于残基分辨率的分子动力学（MD）模拟技术。这种技术能够在原子水平上对生物分子的动态行为进行模拟，就像给研究人员配备了一台能深入微观世界、放大分子活动的超级显微镜，让他们可以 “亲眼” 观察到分子间的相互作用和凝聚物的形成过程 。
混合物系统的动态行为
研究人员通过对混合物系统进行 MD 模拟，发现其呈现出高度的异质性和动态性。蛋白质凝聚物主要由 Sox2、Klf4 和 Nanog 构成，而大部分 Oct4 则溶解在稀相中。这一现象表明，在这个复杂的 “分子工厂” 里，不同转录因子有着不同的 “分工” 和 “偏好位置”。
凝聚物中的关键角色
进一步研究发现，凝聚物形成了松散相互作用的簇，其中 Klf4 的含量最为丰富。这意味着 Klf4 就像凝聚物这座 “大厦” 的脚手架，起着支撑和稳定的关键作用。而 Sox2 和 Nanog 则结合在 Klf4 上，共同维持凝聚物的结构稳定，它们之间的协作就像建筑工人紧密配合，共同搭建起稳固的建筑。
Oct4 的作用机制
Oct4 虽然大部分溶解在稀相中，但它也会适度地被招募到凝聚物中。Oct4 主要通过与 Sox2 的相互作用参与凝聚物的形成，如同一位 “辅助工人”，借助与其他 “主力工人” 的协作，在凝聚物中发挥着特定的作用。
研究表明，不同转录因子之间的分子间相互作用，在具有异质生物分子成分的凝聚物形成过程中起着关键作用。这一发现意义重大，它为深入理解胚胎干细胞的转录调控机制提供了重要线索。就像找到了打开细胞 “调控密码箱” 的一把关键钥匙，有助于科学家们进一步探索胚胎干细胞的分化机制、细胞命运决定等重要生物学过程。未来，基于这些发现，或许能够开发出更精准的细胞调控策略，在再生医学领域，为组织修复和器官再生带来新的希望；在疾病治疗方面，针对转录调控异常相关的疾病，有望找到更有效的治疗靶点和干预方法。
