2018年4月14日/
生物谷BIOON/---生物學中長期存在的一個謎團是在一個細胞中碰撞的數百萬個分子如何「找到」彼此並組裝成一種功能性的結構。因此，當2008年美國伍茲霍爾海洋生物學實驗室（Marine Biological Laboratory, MBL）生理學課程的參與者意識到簡單的相分離（phase separation）---如從水中分離油---可能是在細胞內部創造秩序的一種重要方式時，這是一個巨大的驚喜。
雖然這個想法不是沒有爭議，但它已完全徵服了
細胞生物學界。在過去的十年裡，科學家們在從
細菌到人類的許多細胞類型中觀察到蛋白和RNA分子凝聚成液滴（droplet）或者說無膜凝聚物（membrane-free condensate）。他們還指出在健康細胞中形成液滴的相同蛋白能夠在神經退行性疾病等疾病情形下發生「固化（solidfy）」。但是，是什麼讓相同液滴中的某些分子聚集在一起，並將其他分子排除在外，卻一直沒有得到解釋。
不同的蛋白與不同的RNA形成液滴，圖片來自UNC-Chapel Hill。
在一項新的研究中，美國研究人員首次證實鑑於RNA分子呈現出特定的三維形狀，它們識別彼此而凝聚成相同的液滴。相關研究結果於2018年4月12日在線發表在Science期刊上，論文標題為「mRNA structure determines specificity of a polyQ-driven phase separation」。論文通信作者為北卡羅來納大學教堂山分校的Amy S. Gladfelter。論文第一作者為北卡羅來納大學教堂山分校的Erin M. Langdon。
通過研究真菌細胞，Gladfelter、Langdon及其同事們證實如果RNA分子的三維結構允許它們通過互補性的鹼基配對結合在一起，那麼這些RNA分子最終凝聚成相同的液滴。
Gladfelter說，「如果RNA的二級（3D）結構屏蔽了任何互補性鹼基配對，那麼這些RNA分子最終凝聚成不同的液滴。對凝聚成相同液滴的RNA分子而言，它們的互補序列真正地暴露出來，因此它們能夠找到彼此，進行鹼基配對，從而發生一種高階的相互作用。」
這一發現是比較重要的，這是因為它揭示了形成這些RNA-蛋白凝聚物的一種選擇性機制--- 科學家們在細胞中隨處都可觀察到這種機制，但是它的功能仍然是不清楚的。通過將特定分子凝聚在一起，這些凝聚物可能起著「坩堝（crucible）」的作用來增強生物反應。或者它們可能將細胞中的一種特定生物過程不需要的分子隔離開來。
Gladfelter之前在真菌中已證實為了讓兩種不同的生物過程發生，細胞進行液-液相分離（liquid-liquid phase separation）是至關重要的。Gladfelter說，「但是我們需要更多關於它在細胞功能中真正起著重要作用的例子。」她說，這個領域需要證據來證實「這不僅僅是蛋白和RNA能夠做的事情，而是大自然選擇了它」。
也有跡象表明這些液體凝聚物轉變為固體狀態可能是阿爾茨海默病、帕金森病、亨廷頓舞蹈病、肌萎縮性側索硬化症（ALS）和朊病毒病等蛋白聚集疾病中的一個風險因素。Gladfelter說，當前的這些發現「有助我們理解如何將正確的組分招募到液滴中，從而使得細胞能夠潛在地避免過渡到一種異常的固態（solid state）。」 （生物谷 Bioon.com）
參考資料：Erin M. Langdon, Yupeng Qiu, Amirhossein Ghanbari Niaki et al. mRNA structure determines specificity of a polyQ-driven phase separation. Science, Published online:12 Apr 2018, doi:10.1126/science.aar7432