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生物大分子相分离领域的研究进展回顾与展望
1
作者 何世明 王实 吝易 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第30期4486-4499,共14页
蛋白质和核酸等生物大分子通过相分离在细胞特定区域富集,形成无生物膜包被的生物分子凝聚体,也称无膜细胞器,为细胞实现了精细区室化.生物大分子相分离由分子间复杂而又特异的多价相互作用驱动,所形成的无膜细胞器具有独特的物理特性,... 蛋白质和核酸等生物大分子通过相分离在细胞特定区域富集,形成无生物膜包被的生物分子凝聚体,也称无膜细胞器,为细胞实现了精细区室化.生物大分子相分离由分子间复杂而又特异的多价相互作用驱动,所形成的无膜细胞器具有独特的物理特性,如流动性、融合与分裂能力、表面张力等.将相分离理论引入生物学研究,为深入理解生命活动的分子机制提供了新颖的视角.近年来的研究揭示了生物大分子相分离在众多基本生物过程中的作用,包括稳定染色质结构、调节基因表达、调控RNA加工、成熟及蛋白质翻译等.此外,相分离动态灵活的特征也使其成为细胞响应内外信号刺激,以及不同细胞类型维持特异亚细胞结构的一种重要方式.本综述回顾了从生物大分子相分离发现至今的研究进展:首先概述了无膜细胞器的早期研究历史,旨在梳理相分离理论引入前无膜细胞器的研究脉络;其次探讨了相分离的分子机制及生物分子凝聚体的理化性质,阐释了串联重复结构域和内在无序区域介导的两种相分离发生机制,并引申出其理化性质与生物功能的相关性;后续重点讨论了无膜细胞器的众多生物学功能,突出了无膜细胞器在不同细胞不同环境中功能的多样性和特异性;最后总结了相分离领域内亟需回答的问题,并展望了未来领域在成分分析、基础理论、细胞功能、疾病关系、药物开发以及新技术应用等方面的研究前景. 展开更多
关键词 生物大分子相分离 生物分子凝聚体 多价相互作用 无膜细胞器
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生物大分子相分离的生物医药应用
2
作者 赵振男 欧阳松应 吴军军 《中国细胞生物学学报》 CAS CSCD 2024年第9期1694-1703,共10页
细胞复杂的内部成分与结构为细胞高效有序地完成不同生化反应和调控活动提供了基础。细胞内的各种功能区室对维持正常、高效的生理过程起到关键作用,如有膜区室内质网和高尔基体等,无膜区室P颗粒和应激颗粒等。无膜区室通过多价相互作... 细胞复杂的内部成分与结构为细胞高效有序地完成不同生化反应和调控活动提供了基础。细胞内的各种功能区室对维持正常、高效的生理过程起到关键作用,如有膜区室内质网和高尔基体等,无膜区室P颗粒和应激颗粒等。无膜区室通过多价相互作用驱使的相分离过程进行组装,又被称为生物分子凝聚体。相分离现象在细胞内具有重要的生物学功能,包括调节生物化学反应速度、保证生化反应的特异性、截留储存生物分子以及灵敏地调控微小环境变化等。在药物靶标治疗和作为药物递送载体方面,相分离已展现突出的应用潜力。该综述主要阐述相分离的发生机制及生物分子凝聚体的生物功能,总结近期相分离在药物靶标治疗以及作为药物递送载体方面的研究进展,为生物大分子相分离在生物医药领域的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 生物大分子相分离 生物分子凝聚体 药物靶标治疗 药物递送载体
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生物大分子相分离在疾病中的作用 被引量：1
3
作者 周雪媛 杜和康 +2 位作者 芦增增 郑健培 陈骐 《中国生物工程杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期95-103,共9页
细胞为了维持正常的生理活动进化出膜系统,使各种各样的活动能在特定的空间、时间上高效有序的发生。膜系统参与物质运输、信号传递、能量代谢等过程已被广泛了解,但与无膜区室组装和功能相关的分子细节尚未研究透彻。生物大分子通过相... 细胞为了维持正常的生理活动进化出膜系统,使各种各样的活动能在特定的空间、时间上高效有序的发生。膜系统参与物质运输、信号传递、能量代谢等过程已被广泛了解,但与无膜区室组装和功能相关的分子细节尚未研究透彻。生物大分子通过相分离在细胞内形成多种无膜区室,如核仁、中心体、应激颗粒等,这些无膜区室被统称为生物分子凝聚体。作为一种细胞生化反应的聚集分离机制,相分离在自然界中普遍存在,并广泛参与信号转导、基因转录调控等多种重要的生理过程。而异常的相分离与许多人类疾病密切相关,如神经退行性疾病、癌症及传染性疾病等。通过介绍相分离形成的细胞结构及功能、相分离发生的机制,进一步阐述相分离在疾病发生发展中的作用。 展开更多
关键词 相分离 膜系统 无膜区室 生物分子凝聚体
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相分离调控植物胁迫感知和应答的研究进展 被引量：1
4
作者 张红红 方晓峰 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期44-53,共10页
生物大分子凝聚体(biomolecular condensates)是由相分离(phase separation)驱动形成的具有特定功能的无膜细胞器(MLOs),为特定的生化反应提供微环境,对细胞生命活动进行精细的时空调控。相分离是一种高度动态的过程,对温度、pH、盐浓... 生物大分子凝聚体(biomolecular condensates)是由相分离(phase separation)驱动形成的具有特定功能的无膜细胞器(MLOs),为特定的生化反应提供微环境,对细胞生命活动进行精细的时空调控。相分离是一种高度动态的过程,对温度、pH、盐浓度等理化因素的变化非常敏感。因此,相分离可以快速响应外界刺激,作为生物感受器感知压力信号,参与胁迫应答。近年来,相分离在植物中的应用受到越来越多的关注,特别是在胁迫感知和逆境响应方面。本文基于近期关于相分离响应胁迫的研究,探讨了相分离在胁迫信号感知和应答中的机制,综述了相分离在植物响应胁迫的研究成果,旨在为进一步研究植物胁迫感知和逆境响应中相分离的作用提供参考依据。 展开更多
关键词 生物大分子凝聚体 相分离 胁迫感受器 植物 胁迫响应
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相分离影响癌症发生发展的研究进展 被引量：1
5
作者 顾湘 贾世翀 +1 位作者 葛盛芳 范先群 《转化医学杂志》 2021年第1期52-56,共5页
相分离是细胞内无膜区室形成的主要机制,参与调控细胞代谢、信号转导、基因表达和蛋白质稳态等多种生理过程。近年来,研究人员发现相分离和癌症密切相关,通过影响DNA修复过程,转录调控,致癌基因和抑癌基因的表达,以及癌症中重要的无膜... 相分离是细胞内无膜区室形成的主要机制,参与调控细胞代谢、信号转导、基因表达和蛋白质稳态等多种生理过程。近年来,研究人员发现相分离和癌症密切相关,通过影响DNA修复过程,转录调控,致癌基因和抑癌基因的表达,以及癌症中重要的无膜区室的组装等影响癌症的发生发展。本文回顾了相分离的概念、研究历史、生理功能及其与癌症的关系,重点分析了相分离影响癌症发生发展的可能途径,并提出了相分离领域目前存在的局限性和未来可深入研究的方向。 展开更多
关键词 相分离 癌症 生物分子凝聚体
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液-液相分离在肿瘤中作用的研究新进展
6
作者 陶若琳 张水军 +1 位作者 郭文治 闫志平 《四川大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期24-30,共7页
液-液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)是指细胞蛋白质和核酸等生物大分子在弱多价相互作用的驱动下,凝聚成液态无膜细胞器的可逆过程。目前检测生物大分子相分离的方法主要包括光漂白后荧光恢复法等。异常LLPS与人类多种... 液-液相分离(liquid-liquid phase separation,LLPS)是指细胞蛋白质和核酸等生物大分子在弱多价相互作用的驱动下,凝聚成液态无膜细胞器的可逆过程。目前检测生物大分子相分离的方法主要包括光漂白后荧光恢复法等。异常LLPS与人类多种癌症发生发展相关,肿瘤相关生物大分子(mRNA、lncRNA、肿瘤相关蛋白等)可通过发生相分离或异常相分离,影响转录翻译和DNA损伤修复、调控细胞自噬和铁死亡功能,进而调控多种肿瘤的发生发展。本文总结了LLPS在肿瘤发生发展中作用机制的最新研究进展,阐述了包括mRNA、lncRNA、蛋白质等生物分子发生异常相分离后促进/抑制自噬、肿瘤免疫、DNA损伤修复、细胞铁死亡等,进而影响肿瘤发生发展。目前研究表明,多种生物大分子能够发生相分离调控转录翻译、表达、转录后修饰、细胞信号转导等生物学过程。基于此,拓展相分离研究领域,深入研究其分子机制和调控过程具有深远的科学前景。 展开更多
关键词 液-液相分离 生物分子凝聚体 肿瘤 综述
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