细胞里的“沙拉酱油滴与熔岩灯”：液-液相分离（LLPS）如何在一夜之间改写细胞生物学教科书？
2009 年 10月15日 · 1,6-己二醇（1,6-Hexanediol）、激光共聚焦显微镜光漂白恢复（FRAP）与无序蛋白（IDR）
你知道吗？
细胞不想为了开一场临时会议就大兴土木盖一间带磷脂墙壁的砖房；它只是打了个响指，让一群带无序尾巴的蛋白质像沙拉酱里的油滴一样原地聚成一滴水珠，散会后一秒钟化回清汤。
翻开我们高中和本科读过的《细胞生物学》课本，第一章总是整齐地把细胞器分成两类：有磷脂双分子层膜包着的（线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体），和没有膜包着的（核仁、核糖体、中心体、P-颗粒、应激颗粒）。但几十年来，有一个极其尴尬的物理问题没人答得上来：既然核仁和应激颗粒外面连一层脂质膜都没有，它们为什么不会像一滴墨水滴进水里一样，在拥挤的细胞质汤里瞬间化开散掉？ 以前大家总以为它们是像积木一样咔哒拼死在一起的固体块。直到 2008–2009 年，在伍兹霍尔海洋生物实验室（MBL）的暑期课上，马普所的 Tony Hyman 与博后 Clifford Brangwynne 盯着显微镜下秀丽隐杆线虫胚胎里的“P-颗粒（P granules，富含 RNA 和蛋白质的无膜颗粒）”看出了神：在胚胎分裂产生的细胞质流动剪切力下，这些颗粒竟然会像雨滴滑过车窗一样被拉成水滴状、两颗撞在一起会瞬间融合成一颗更大的圆球、甚至还能像油滴一样滴落并重新凝结！
他们用荧光漂白恢复（FRAP）一测，里面的蛋白分子在短短几秒内就和周围完成了高速交换！2009 年 10 月，他们在《Science》发表了这篇跨时代的杰作，首次将高分子物理中的“液-液相分离（Liquid-Liquid Phase Separation, LLPS）”引入生物学：富含天然无序区（IDR）的蛋白质与 RNA 通过密集的弱多价相互作用，当浓度跨过阈值时，就会像油醋沙拉酱里的油滴或熔岩灯（Lava lamp）一样，自发从细胞质水相中“析出”成一颗颗来去自如的生物分子凝聚体（Biomolecular condensates）！