综述：基因调控中生物分子组装体的照明机制

这篇综述深入探讨了细胞核内生物分子组装体（BAs）如何通过相分离（LLPS）、非编码RNA（ncRNAs）支架和动态蛋白互作（PPIs）调控染色质空间组织与基因表达，重点介绍了超分辨显微技术（如3D-SIM/SMLM）在揭示转录工厂（RNAPII clusters）、异染色质（如Xist SMACs）等纳米级动态结构中的突破性作用。

　　

引言

细胞核作为无膜细胞器，其内部染色质通过生物分子组装体（BAs）形成高度区室化的功能单元。这些动态结构由蛋白质、RNA和DNA通过弱多价相互作用（如IDR介导的相分离）自发组装而成，在基因激活（常染色质）和沉默（异染色质）中发挥核心作用。近年研究表明，传统“液-液相分离（LLPS）”模型可能被过度简化，而DNA锚定、布朗运动驱动的局部探针机制（如Xist SMACs的“摆动”模型）同样关键。

常染色质

转录活性区域的核心是RNA聚合酶II（RNAPII）的动态组装。早期“转录工厂”假说认为基因主动迁移至预形成的RNAPII富集区，但超分辨显微技术（如PALM/STORM）揭示其本质是少量RNAPII分子（1-4个）通过C端域（CTD）的固有无序区（IDR）相互作用形成的瞬态簇（寿命仅5-8秒）。

新生RNA进一步组织成600 nm²的纳米域，与染色质环（TLs）协同招募剪接因子，形成刚性转录枢纽。值得注意的是，中介体复合物通过非平衡相分离动态桥接增强子-启动子，其溶解可反馈调控转录终止。

沉默基因组

组成型异染色质（CsH）

着丝粒周围异染色质（PCH）曾被认为是HP1蛋白通过LLPS驱动的液滴模型典范。然而STED纳米镜显示内源性HP1浓度远低于体外相变阈值，其功能更依赖染色质锚定的二聚体桥接H3K9me₃核小体，形成“凝胶状聚合物”。基因敲除实验证实HP1对维持异染色质结构非必需，但在沉默起始阶段发挥关键作用。

兼性异染色质（fHC）

X染色体失活（XCI）是ncRNA支架作用的经典案例。Xist RNA仅以约50个焦点（每个含2分子）覆盖Xi染色体，通过IDR介导的超化学计量结合招募SPEN等效应蛋白形成稳定核复合体（SMACs）。

有趣的是，单分子追踪显示RNAPII在Xi区域内自由扩散，其沉默源于转录抑制而非物理隔离，挑战了“Xi整体相分离”假说。

未来展望

活细胞多色超分辨技术（如SMT）将揭示BAs的真实组成与动力学。需警惕固定化伪影和过表达干扰，例如1,6-己二醇处理可能通过破坏染色质而非特异性溶解 condensates 导致假阳性。未来需区分BAs是功能实体还是核过程副产物（“spandrel效应”），这对理解发育疾病（如XCI失调）和癌症表观遗传重塑至关重要。