摘要：近期的研究发现，真核细胞中存在多种无膜细胞器（Membraneless Organelles, MLOs），如核糖体、核仁、核小体等。这些无膜细胞器通过液-液相分离（Liquid-Liquid phase separation, LLPS）富集细胞中多种生物大

转自：生物谷

近期的研究发现，真核细胞中存在多种无膜细胞器（Membraneless Organelles, MLOs），如核糖体、核仁、核小体等。这些无膜细胞器通过液-液相分离（Liquid-Liquid phase separation, LLPS）富集细胞中多种生物大分子形成分子凝聚物，发挥多种生物学功能。

2024年11月18日，苏州大学李杨欣教授和宋耀华教授团队在Signal Transduction and Targeted Therapy期刊上发表了题为“Membraneless organelles in health and disease: exploring the molecular basis, physiological roles and pathological implications”的文章，该综述总结了无膜细胞器的形成、调节因素及其在疾病中的研究进展。同时，作者还回顾了针对MLOs的临床试验、药物靶点以及多种疾病中MLOs的功能。

首先，作者介绍了细胞中不同类型无膜细胞器的组成、结构及其生物学功能（图1）。这些MLOs包括核糖体、核仁、核小体、核压力小体等。其中核糖体由核糖体蛋白以及核糖体rRNA组成，参与蛋白质的翻译；核仁由众多核仁蛋白、rDNA以及rRNA组成，参与调控基因的表达。细胞中各种无膜细胞器各司其职，调节各项生物学过程，包括基因表达调控、蛋白翻译、表观遗传、细胞代谢和应激反应以及细胞信号转导等。

接着，作者简述了介导生物大分子发生相分离的多种相互作用（图2）。如：蛋白质与蛋白质之间相互作用；蛋白质与RNA之间的相互作用；RNA与RNA之间的相互作用以及包括静电相互作用、氢键、阳离子-阴离子相互作用、偶极-偶极相互作用、π-π相互作用等在内的多种弱多价相互作用。

作者还总结了各种蛋白翻译后修饰对MLOs的调控（图3），如磷酸化、乙酰化、甲基化和泛素化等，蛋白质的上述修饰可以通过调节蛋白质的折叠、降解等来影响生物学过程，如基因表达、蛋白翻译、信号传导以及表观遗传等。

作者还阐述了疾病状态下MLOs的状态转变以及调控机制。功能失调的MLOs能够干扰蛋白质的合成以及翻译后修饰，最终导致疾病的发展，包括心血管疾病（图4）等。目前，针对疾病靶向MLOs治疗的研究正在兴起，关于LLPS的临床研究也在进一步推进。

综上所述，MLOs在调节基因表达、细胞代谢以及疾病进展等各个层面发挥至关重要的作用。深入研究MLOs的动态结构以及调节因素，为了解MLOs在疾病中的作用提供了有价值的见解，也为疾病的治疗提供了新的方向。

苏州大学的李杨欣教授、沈振亚教授、宋耀华教授为文章的通讯作者，李杨欣团队的王燕丽，吉林大学的刘雨哲、广州医科大学的余细勇教授、中南大学湘雅第二医院的许琰、中国医学科学院阜外医院的潘湘斌教授和云南省阜外心血管病医院的孙毅参与了文章编写。李杨欣团队张瑜、吴伟亮、鲁统赣，宋耀华团队韩士远、耿莎参与作图。通讯作者李杨欣教授(yangxin_li@yahoo.com)和宋耀华教授(yaohua_song1@yahoo.com)都在招博士后。

参考文献：

Yangxin Li, Yuzhe Liu, Xi-Yong Yu, Yan Xu, Xiangbin Pan, Yi Sun, Yanli Wang, Yao-Hua Song, Zhenya Shen. Membraneless organelles in health and disease: exploring the molecular basis, physiological roles and pathological implications. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2024, 9(1):305. doi: 10.1038/s41392-024-02013-w.

来源：新浪财经