Nature | 方晓峰团队发现凝聚体可以内陷和切割细胞内膜

主要观点总结

本文介绍了清华大学方晓峰实验室关于多囊泡体（MVBs）的研究，揭示了植物蛋白FREE1相分离形成凝聚体在细胞内膜系统重塑中的新机制。研究指出，凝聚体通过润湿作用诱导内体膜的内陷和不稳定性，可以介导ILV的形成，这一过程不依赖ESCRT机器和ATP。文章还介绍了凝聚体的形成、功能以及与传统认知的对比。

关键观点总结

关键观点1: FREE1相分离形成凝聚体的机制

植物蛋白FREE1在体内和体外具有相分离能力，其N端内在无序区域（IDR）是驱动相分离的主要元件。凝聚体的形成显著增强了FREE1与膜的结合能力，并招募ESCRT其它组分进入其凝聚体。

关键观点2: 凝聚体介导的MVB膜内陷和ILV形成

凝聚体通过润湿作用诱导MVB膜内陷，引起膜颈的不稳定，进而完成膜的剪切形成ILV。这一过程不依赖ESCRT机器和ATP消耗，为细胞内膜系统重塑提供了新的机制。

关键观点3: FREE1凝聚体与ESCRT的相互作用

虽然FUS-IDR-FREE1可以替代FREE1的功能，但不能与ESCRT相互作用，暗示FREE1的凝聚体可以独立于ESCRT发挥功能。同时，ESCRT蛋白机器和FREE1凝聚体可能是实现MVB产生的双保险机制，以更好地应对环境变化。

文章预览

引言 多囊泡体 （ MVBs ） 是细胞内的重要细胞器，在细胞质量控制中扮演着关键角色。MVB膜通过内陷和切割形成腔内小泡 （ILVs） ，负责分选蛋白质货物，这一过程按当今的理解需要ESCRT蛋白复合体消耗ATP来完成 【1】 。近些年研究显示，生物分子凝聚体是细胞行使其功能必不可少的介观结构，通过多种多样的机制发挥作用。凝聚体可以与膜相互作用发生“润湿 （wetting） ”并引发毛细 （capillary） 现象 【2】 。然而，润湿相关毛细力在细胞过程中的生物学意义仍然知之甚少。 2024年10月9日，清华大学 方晓峰 实验室与合作者在 Nature 杂志在线发表了题为 Biomolecular condensates mediate bending and scission of endosome membranes 的研究论文， 揭示了植物蛋白FREE1相分离形成凝聚体，通过润湿作用诱导内体膜的内陷和不稳定性，足以在不依赖ESCRT机器和ATP的情况下介导IL ………………………………