【健康：試圖了解細胞的內部結構】
導語：你怎麼想像我們細胞的內部？通常與小型工廠相比，細胞找到了智能和複雜的方式來組織他們的「內部」。大多數生物過程都需要細胞在適當的時間將其「員工」聚集在一起，例如蛋白質和核酸（如DNA）。基礎科學研究所（IBS，韓國）軟體和生命物質中心的科學家解釋了體外由蛋白質和DNA組成的液體狀液滴是如何形成的。
目前，人們對了解產生這種液滴背後的分子機制非常感興趣，因為它與一些人類疾病有關，例如肌萎縮側索硬化症（ALS）。結果發表在「 生物物理學雜誌」上，表明DNA序列在形成這種液滴時有多重要。
就像牆壁將工廠分成幾個部門一樣，細胞具有脂質膜，將其空間分成細胞器。然而，在過去的10年中，科學家已經意識到，一些未被膜包圍的細胞區室，也稱為無膜細胞器，表現得像緻密的液滴。有點像在開放空間辦公室開會工作的團隊，這些是具有特定任務的動態組件。然而，這些無膜細胞器如何組裝，並且它們的含量受到影響尚不清楚。
為了回答其中的一些問題，IBS的科學家測試了不同的DNA序列是如何形成液滴的，這是一種由單一重複胺基酸製成的簡單蛋白質; 賴氨酸（聚-L-賴氨酸）。兩者收費相反，因此互相吸引，但仍能保持解決方案。
IBS團隊比較了雙鏈和單鏈DNA。雙鏈DNA被扭曲成螺旋狀的螺旋形樓梯。樓梯的每個步驟由兩個鍵合的核苷酸製成：腺苷與胸苷（AT）和鳥嘌呤與胞嘧啶（GC）。由於其螺旋結構，雙鏈DNA非常堅硬，並且通常被建模為剛性杆。相比之下，單鏈DNA - 垂直方向上一半的樓梯，具有不成對的核苷酸更靈活。
「這是一個令人沮喪的時期，大約兩年前，我們想要形成一個含有雙鏈DNA和聚L-賴氨酸的模型液滴系統，」該研究的主要貢獻者Anisha Shakya回憶道。兩者一直在聚集並沉澱。另一方面，單鏈DNA很容易形成液滴。 這個結果雖然一開始令人沮喪，但導致Shakya尋求更深層次的解釋。
參與該研究的兩位IBS研究人員發現，即使兩個DNA分子之間的總電荷相同，DNA序列也最終決定了液體狀液滴的穩定性和外觀。「由於DNA分子的剛性可以根據其核苷酸序列進行微調，我們比較了具有相同變化密度但序列不同的DNA分子，」John T. King解釋道。例如，僅具有T的單鏈DNA能夠比僅具有A的單鏈DNA更容易形成液滴。原因是poly（T）比poly（A）更柔韌。一致地，已知富含A和T的雙鏈DNA比聚（GC）更硬，並且需要添加更多的鹽以獲得液滴。
該團隊還證明，三磷酸腺苷（ATP）通常作為細胞中的燃料來源，促進液體狀液滴的形成。聚L-賴氨酸和雙鏈DNA的混合物通常在低鹽濃度下沉澱，在ATP存在下容易形成穩定的液體狀液滴。
總結：這是檢驗核酸靈活性如何影響液液相分離的完美平臺。「最令人著迷的部分是想像細胞如何利用這種依賴序列的信息來指導和調節體內液相分離，」Shakya總結道。