综述：从选择性相到可逆纤维：生物分子凝聚体的情境依赖性结构逻辑

《Cell Communication and Signaling》：From selective phases to reversible fibers: context-dependent structural logic of biomolecular condensates

　　

摘要

真核细胞的组织依赖于精确的区室化。一个范式转变表明，具有低复杂度结构域（LCDs）的蛋白质组装成动态的、无膜的区室，称为生物分子凝聚体。在此，我们将核孔复合物既定的“选择性相”模型与源于特定 RNA 颗粒的“可逆纤维”概念进行比较，提出了一种由液 - 液相分离（LLPS）驱动的大分子组装的上下文相关且基于结构的观点。我们使用“温和区”作为描述性的启发式方法：在特定系统中，LCDs 形成不稳定的、多聚体组装体，其稳定性足以实现功能，但又足够微弱以便调节和逆转。这种“弱点的优势”可以反映一种进化权衡，平衡自组装与防止病理性转变的保障措施。特定的结构，如极性拉链和弯折的β-折叠片，可以将特定凝聚体支架成粘弹性网络流体，而其他凝聚体则主要保持无序状态，并通过瞬态粘性位点网络获得粘弹性，且没有可检测到的纤维。重要的是，在某些系统中，这种可调的亚稳态意味着环境压力或突变可能会触发病理性液 - 固转变，形成有毒聚集体；在其他系统中，疾病可能源于凝聚体形成失败、成分改变或可溶性功能库的耗竭。我们提出了一种综合观点，即破译这种“分子语法”及其产生的物质状态是理解凝聚体形成、生理功能以及在神经退行性疾病和癌症等凝聚体病中的失调的关键。

真核细胞的组织依赖于精确的区室化。一个范式转变表明，具有低复杂度结构域（LCDs）的蛋白质组装成动态的、无膜的区室，称为生物分子凝聚体。在此，我们将核孔复合物既定的“选择性相”模型与源于特定 RNA 颗粒的“可逆纤维”概念进行比较，提出了一种由液 - 液相分离（LLPS）驱动的大分子组装的上下文相关且基于结构的观点。我们使用“温和区”作为描述性的启发式方法：在特定系统中，LCDs 形成不稳定的、多聚体组装体，其稳定性足以实现功能，但又足够微弱以便调节和逆转。这种“弱点的优势”可以反映一种进化权衡，平衡自组装与防止病理性转变的保障措施。特定的结构，如极性拉链和弯折的β-折叠片，可以将特定凝聚体支架成粘弹性网络流体，而其他凝聚体则主要保持无序状态，并通过瞬态粘性位点网络获得粘弹性，且没有可检测到的纤维。重要的是，在某些系统中，这种可调的亚稳态意味着环境压力或突变可能会触发病理性液 - 固转变，形成有毒聚集体；在其他系统中，疾病可能源于凝聚体形成失败、成分改变或可溶性功能库的耗竭。我们提出了一种综合观点，即破译这种“分子语法”及其产生的物质状态是理解凝聚体形成、生理功能以及在神经退行性疾病和癌症等凝聚体病中的失调的关键。