斯克里普斯研究所的一个研究团队发现，细胞内一类称为生物分子凝聚体的无膜结构并非随机形成的液滴，而是由细丝状蛋白质构成的复杂网络，这一内部框架对其功能至关重要。相关研究于2026年2月2日发表在《自然·结构与分子生物学》期刊上。

生物分子凝聚体是细胞内用于组织多种重要活动的结构，它们没有膜包裹，表现出类似液体的特性，能够融合、流动并快速交换成分。长期以来，科学界普遍认为这些凝聚体是简单的、无结构的液滴。它们参与将遗传指令转化为蛋白质的过程，帮助清除潜在有毒的细胞废物，并在抑制肿瘤生长方面发挥作用。

斯克里普斯研究所的团队通过研究一种名为PopZ的细菌蛋白，对凝聚体的内部结构进行了深入探究。PopZ蛋白在某些杆状细菌中聚集于细胞末端，形成凝聚体，进而组织细胞分裂所需的其他蛋白质。研究人员采用冷冻电镜断层扫描技术观察到，PopZ蛋白通过一个有序的逐步过程组装成丝状结构，这些丝状结构随后形成支架，决定了凝聚体的物理特性。

为进一步验证丝状结构的功能必要性，团队构建了一种无法形成丝状结构的PopZ突变体。实验显示，突变后的凝聚体流动性增强、表面张力降低。将该突变引入活细菌后，细胞停止生长，且无法正常分离DNA。这一结果表明，凝聚体的物理性质对于正常的细胞功能不可或缺。

“自从我们意识到凝聚体形成紊乱是许多疾病的核心问题以来，针对这些紊乱进行治疗一直面临挑战，因为它们似乎缺乏结构——没有药物可以结合的特定特征，”斯克里普斯研究所副教授、该研究的资深作者凯伦·拉斯克说。“这项研究改变了这一现状。我们现在可以看到，一些凝聚体具有内部结构，而且重要的是，这种结构对于其功能至关重要，这为靶向这些无膜聚集体打开了大门，就像我们靶向单个蛋白质一样。”

尽管实验主要针对细菌蛋白，但其发现具有更广泛的医学意义。在人类细胞中，丝状凝聚体参与清除受损蛋白质和控制细胞生长。如果这些凝聚体功能失调，可能导致有害蛋白质积聚——这是肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病的特征，也可能导致肿瘤抑制机制失效，与某些癌症的发生相关。

“通过证明凝聚体结构既可定义又具有功能上的关键性，这项工作提出了设计直接作用于凝聚体结构并纠正导致疾病发生的根本性紊乱的疗法的可能性，”拉斯克说。

该研究获得了美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会等机构的支持。

出版详情：作者：Daniel Scholl、Tumara Boyd、Andrew P. Latham、Alexandra Salazar、Asma MAM Khan、Steven Boeynaems、Alex S. Holehouse、Gabriel C. Lander、Andrej Sali、Donghyun Park、Ashok A. Deniz、Keren Lasker，标题：“ PopZ凝聚体的丝状超微结构对其细胞功能至关重要”，发表于：《自然结构》(2026)。期刊详情：《自然结构》