时讯：上海交大生命科学技术学院科研团队在人工无膜细胞器研究方面取得新进

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最近，上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家要点实验室的研究小组首次在原核生物中建立了人工无膜细胞区室，明确了类丝蛋白、节肢腰弹性蛋白等固有无序蛋白液-液相分离区室化的生物大分子机制，揭示了荧光蛋白 相关研究成果发表在《nature chemical biology》杂志上，题目为“Formation AndFunction Alization OFMEMEM Branelesscompartment Sinescherichiacoli”。 上海交通大学研究生韦绍鹏、胡春飞和共同研究钱志刚副研究员是共同第一作者，夏小霞教授是通信作者，该文作者包括受雇于上海交通大学顾问教授的韩国科学技术院李相烨教授等。

生命体的进化经历了从无到有、从简单到多的复杂过程。 在多而复杂的真核细胞内，存在着经典的有膜细胞器和没有脂膜包复的无膜细胞器。 这种近年备受瞩目的无膜细胞器广泛分布于细胞核、细胞质、细胞膜，形成类似细胞内“小液滴”的特殊微环境，通过丰富蓄积蛋白质、核酸等大分子参与代谢等重要生理和病理过程。 在膜细胞器未进化的原核细胞中，是否存在无膜的亚细胞结构，启发了生物学家的深入思考和长时间的探索。

该团队长时间研究蛋白质材料的设计和微生物合成，仿生合成的丝蛋白、类节肢弹性蛋白含有高度重复的固有无序域，因此与真核生物中的无膜细胞器蛋白成分极为相似。 受此影响，该小组首先考察了上述材料蛋白质在原核细胞中的地位，荧光标记的靶蛋白在图案细胞大肠菌的两极形成凝聚体(参照图1 )，与几乎不溶、惰性的封入体大不相同，没有标记的材料 这个团队通过体外重构模拟细胞内的微环境，展示了通过材料蛋白质液相分离形成亚细胞区室的分子机制。 在此基础上，融合金属硫蛋白等具有催化功能的酶分子和材料蛋白，通过单一或多个融合蛋白的细胞内定位，实现了预期的人工无膜区域室功能化，显示了原核细胞内生物合成时空控制的可能性和优势。

该研究受到真核无膜细胞器的启发，给予了原核生物本来不具备的功能化无膜区室，这样的细胞器不仅打破了仅限于真核细胞的固有认识的界限，而且由于细胞内固有的环境差异，难以将现有的真核无膜细胞器嫁接到原核细胞中。

这项研究得到了国家自然科学基金( 21674061、21406138和31470216 )和科技部国家要点研究开发计划( yfe0204400 )的资助。