生物分子凝聚物在细胞内运输RNA分子，发挥细胞信号传导和调节细胞过程等功能，但人们对它们如何形成独特的组成身份知之甚少，类似于油和水如何保持分离。
圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院的Gene K. Beare生物医学工程特聘教授罗希特·v·帕普(Rohit V. Pappu)与杜克大学细胞生物学和生物医学工程教授艾米·s·格拉德费尔特(Amy S. Gladfelter)合作，他们的实验室发现，不同RNA分子加入凝聚体的顺序决定了它们的组成方式，为这些重要的细胞区室是如何形成的提供了新的信息。
帕普还是麦凯维工程学院生物分子凝聚体中心的主任，格拉德费尔特是该中心科学咨询委员会的成员。
研究小组利用一种来自Ashbya gossypii的蛋白质发现了这一发现，Ashbya gossypii是一种与酵母密切相关的长丝真菌。利用活细胞，他们发现，通过同步RNA分子的产生来实现的动态控制的缺乏，导致凝聚物的组成特性的丧失，这影响了真菌形成具有明确分支的长而健康的细胞的能力。
Pappu说，这些分支允许细胞在特定区域优化生长，因此细胞可以从环境中探索和提取资源，并且通过包装RNA分子并将其定位到需要它们的位置的能力使它们成为可能。
Pappu说:“凝聚体是RNA材料调节和运输的载体，确保成分的一致性是关键。”
“涉及RNA分子的相互作用足够强大，可以确保通过RNA的异步生产来实现组成身份，这是非常了不起的，因为这意味着时间成为我们在思考凝聚形成和组成身份的产生和维持时探索的一个全新维度。”
“时间提供了一种强大但经常被忽视的控制分子行为的机制，”Gladfelter说。“我们经常关注分子细节，作为细胞中复合物如何组装的特异性驱动因素。但这项工作揭示的是，分子出现的时间如何能够同样有效地告知细胞中哪些分子聚集在一起。”
此前，研究人员认为，来自Ashbya gossypii的wh3蛋白与不同RNA分子之间的序列特异性相互作用提供了自发控制凝聚物中成分的分离和成分同一性。在新的研究中，Pappu和Gladfelter团队使用理论和计算来创建规则来分析他们实验中的数据。
Pappu说:“事实证明，控制自发控制成分同一性的规则不足以解释这些系统的行为。”相反，时间很重要:不同RNA分子加入混合物的顺序决定了三元体系是混合良好还是成分不同。我们的研究确定了RNA分子的特征，这些特征有助于对凝聚物组成特性的动态控制。”
展望未来，该团队将研究通过动态控制实现的凝析油成分同一性是否可以通过主动过程来调节，以及凝析油之间的串扰是否也在动态控制之下。这些问题的答案可以帮助研究人员了解凝聚体如何促进受真菌影响的一系列功能，以及了解轴突、心肌细胞和其他需要空间和时间控制的细胞类型中的凝聚体生物学。
Pappu说:“如果我们了解如何实现对组成特性的动态控制，那么我们就可以找到方法来设计细胞，特别是真菌，以实现功能相关和组成不同的凝聚体作为新型材料，在所需的空间和所需的时间执行定制功能-合成生物学的梦想。”
研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
