研究表明，蛋白质可以在细胞内区隔并形成液滴

圣保罗州立大学（UNESP）的研究人员使用凝聚态物理的概念来描述相分离。他们的发现可以应用于疾病的治疗。

　　

在物理学中，一个由两种物质组成的系统可以按照经典的混合理论来建模，它考虑了每一种成分所对应的分数和成分之间的相互作用。例子包括过冷水中高密度相和低密度相的共存，以及莫特金属-绝缘体过渡中绝缘基体中金属水坑的共存。

出于这种考虑，巴西里约克拉罗的 圣保罗州立大学(UNESP)的研究人员使用凝聚态物理学的概念来描述细胞中的蛋白质区隔，并提出了一种类似于典型磁格里菲斯相的细胞类格里菲斯相。关于这项研究的一篇文章发表在《太阳》杂志上。最后一位作者和PI是地球科学与精确科学研究所(IGCE-UNESP)的教授Mariano de Souza，第一作者是同一所大学的博士候选人Lucas Squillante。

在磁格里菲斯相中，磁化或非磁化区域分别出现在顺磁性或铁磁性矩阵中，导致系统动力学显著降低。这些所谓的“稀有区域”以随机的方式出现。在之前的工作中，我们探索了莫特金属-绝缘体转变边缘的电子格里菲思相。在这项研究中，我们专注于在细胞内形成的蛋白质液滴作为‘稀有区域’，与磁性格里菲斯相直接相似，”Souza说（更多信息请访问：https://agencia.fapesp.br/35249）。

细胞内蛋白质的生产可以达到一定的阈值，从而导致液-液相分离和蛋白质以液滴的形式区隔化。Souza说:“使用热力学工具，如neisen参数，Flory-Huggins模型和Avramov-Casalini模型，我们表明，在决定相分离的双节线附近，细胞动力学急剧减少，对于相同的蛋白质/溶剂浓度，也会产生类似格里菲斯的细胞相。”

根据俄罗斯生物学家和生物化学家亚历山大·奥帕林(1894-1980)在20世纪30年代提出的经典理论，该研究还提出，格里菲斯样细胞期与生命的起源和原始生物的出现有关，因为只有凝聚体(有机分子液滴聚集在水溶液中)具有缓慢的动力学存活和进化。

Souza说:“这反过来可能与同手性在生命进化中所起的基本作用有关。”手性是一个物体或分子的性质，这意味着它不能叠加在它的镜像上。例如，人的手是手性的。同手性是指生物系统分子中单手性占优势。

研究人员在研究中证明，蛋白质扩散时间的增加伴随着细胞中随机波动的减少，这反过来又是优化基因表达的关键。该研究为研究蛋白质区隔化的动力学提供了另一种方法，这也可能适用于其他生物系统。

“液-液相分离在疾病的发展和治疗中所起的基本作用在文献中被广泛讨论，特别是在肿瘤发生方面。“我们的想法是，与这些疾病相关的基因编码的蛋白质可以被区分开，这影响了它们在细胞突变中的作用，”UNESP boucatu临床医学教授、该文章的合著者马科斯·米尼库奇（Marcos Minicucci）说。

相分离所起作用的其他例子包括白内障（视网膜的相分离可能导致视力损害）、神经退行性疾病，甚至是COVID-19 （sars - cov - 2n蛋白的聚集可以抑制对病毒的先天免疫反应）。最近有报道称，与铁下垂抑制蛋白1 （FSP1）相关的相分离可用于有效的癌症治疗干预。

“液-液相分离对每种疾病的影响不同，蛋白质液滴的形成可能有益，也可能无益。我们提出的格里菲斯样细胞阶段在控制甚至治疗疾病方面具有重大影响，”Minicucci说。Souza小组进行的这项研究证明了跨学科在基础科学项目中的重要性。