生物大分子相分离及其在神经退行性疾病中的研究进展

崔理立（广东省衰老相关心脑疾病重点实验室，广东湛江 524001）

生物大分子的相分离现象是当前生物学领域的研究热点。自从第一个无膜的细胞器——核仁在细胞核被发现，研究者们陆续在细胞中发现了许多形态、动力学以及组装的方式上极为类似的无膜或者半膜的“隔间”，这就是生物大分子的液‐液相分离现象(LLPS)。尽管它们的组成成分、定位及功能各不相同，却大多具有与周围介质进行快速、高效物质交换的性质，而如何在物理及分子角度对此种现象的生物学机制作出解释一直未有突破性进展。2009 年Brangwynne 用相分离理论首次阐述了线虫受精卵细胞极化和不对称分裂机制，研究者逐渐认识到相分离可能是一个细胞内无膜隔间形成的普遍机制且参与了生物分子的组织定位与功能调控。而今生命体通过生物分子相分离产生具有各种功能的高度动态且无膜细胞器的概念正被广泛接受，相分离机制在正常生命活动及致病机制中的重要作用逐渐明晰。本文将简介相分离研究进展、生物学机制及其在神经退行性疾病中的研究状况，展望未来研究的发展方向。

1 相分离现象

“相”是物理化学中描述物质统一特性的名词，是指物质处于连续均一的聚集状态，比如气态、固态、液态就是最常见的相。相一般具有明确的边界界定，出现自主的分离或聚集的现象称之为“相分离”。常见的油水分离就是典型相分离现象，然而相分离并不局限于像水这样的小分子，生物大分子同样也可以经历类似的过程，其中液‐ 液相分离是生物大分子相分离中的一种主要类别。……