新晋顶流——相分离，一天三篇顶刊论文聚焦相分离，全部来自中国团队

发布时间：2026-05-29来源：生物世界

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

相分离（Phase Separation）是指一个原本均一、稳定的胡何物体系（例如溶液），在外部条件影响下，自发分离成两个或更多在成分、结构或性质上不同相的过程。液-液相分离（Liquid–liquid Phase Separation，LLPS）是相分离的一种特定类型，特指均一液态溶液自发分离为两种互不相溶、共存的液态相的过程。这也一概念在细胞生物学中正变得越来越重要，蛋白质、核酸等生物大分子能够通过这一过程从均一的液态细胞质中分离并聚集为生物分子凝聚体或无膜细胞器（例如核仁、应激颗粒等），这是细胞高效组织内部化学反应以及调控生命活动的关键方式之一，且与多种疾病密切相关。

近几年，生命科学领域的相分离研究荣获了多个科学大奖，并被认为有望斩获诺贝尔奖。例如，2025 年拉斯克奖授予了 Dirk Görlich 和 Steven L. McKnight，表彰他们对于揭示蛋白质序列中低复杂度结构域（LCD，这是相分离形成的结构基础）的结构和功能的发现。2023 年科学突破奖授予了 Anthony Hyman 和 Clifford Brangwynne，表彰他们发现了细胞组织的一个基本机制——蛋白质和 RNA 通过相分离形成无膜液滴（相分离在细胞中的作用）。2025 年引文桂冠奖则授予了 Clifford Brangwynne、Anthony Hyman 和 Michael Rosen，表彰他们发现相分离生物分子凝聚体在细胞生化组织中的作用。

2026 年 5 月 27 日，国际顶尖学术期刊 Cell 和 Nature 发表了 3 篇相分离相关研究论文，且这三篇论文均来自中国团队。

KRAS 相分离，促进结肠癌

2026 年 5 月 27 日，哈尔滨工业大学生命科学与技术学院/哈尔滨工业大学郑州高等研究院胡颖教授团队（王星文、张艺为论文共同第一作者），在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为：Farnesylation-driven KRAS phase separation promotes colon tumor growth 的研究论文【1】。详情：Cell：胡颖团队发现，法尼酰化修饰驱动的KRAS相分离促进结肠癌发展，他汀类药物可抑制这一过程

在癌症研究领域，KRAS 基因一直是个令人头疼的“硬骨头”，KRAS 基因突变出现在近 25% 的人类癌症中，尤其是胰腺癌（90%）、结直肠癌（50%）及肺腺癌（30%）。然而，由于 KRAS 蛋白高亲和力结合 GTP 且缺乏传统小分子抑制剂的合适结合口袋，KRAS 长期以来被视为“不可成药”靶点，直到最近才有两款小分子抑制剂药物获得 FDA 批准上市，均靶向 KRAS G12C 突变，用于治疗小细胞肺癌。然而，这两款药物都易产生耐药性，且通常只能延长患者几个月的生命。

该研究发现，法尼酰化修饰（Farnesylation）驱动的液-液相分离（LLPS），导致 KRAS 蛋白在细胞质中形成功能性凝聚体，促进 KRAS 的加工和信号转导，从而推动肿瘤生长并抑制了 KRAS G12C 抑制剂的治疗效果。此外，研究团队还发现，常用的降血脂药他汀类药物能够抑制法尼酰化修饰以破坏液-液相分离，从而抑制肿瘤生长，并增强 KRAS G12C 抑制剂的治疗效果。

相分离调控 GPCR 功能

2026 年 5 月 27 日，山东大学孙金鹏团队、肖鹏团队联合杜克大学 Sudarshan Rajagopal 团队，在 Nature 期刊发表了题为：β-Arrestin Condensates Regulate G Protein-Coupled Receptor Function 的研究论文【2】。详情：Nature：山东大学孙金鹏/肖鹏合作揭示β-arrestin通过相分离形成凝聚体以调控GPCR功能

β-Arrestin 1 和 β-Arrestin 2 是多功能衔接蛋白，调控着 G 蛋白偶联受体（GPCR）的信号转导。GPCR 是人体内最大的膜蛋白超家族，由约 800 个成员组成，几乎影响生理学的所有方面，也是至今为止最重要的药物靶点家族，目前已获批的药物中，有超过三分之一以 GPCR 为靶点。尽管 β-Arrestin 能与众多 GPCR 上多种信号效应子相互作用，但其如何促进如此多样的功能，目前尚不清楚。

该研究表明，β-arrestin 通过液-液相分离（LLPS）形成凝聚体以调控 GPCR 功能。这些发现建立了 β-Arrestin 凝聚体作为 GPCR 功能调控因子的新范式，表明液-液相分离（LLPS）是 GPCR 信号区室化的重要促进因素。

通过相分离实现细胞水势感知

2026 年 5 月 27 日，清华大学方晓峰团队（王云鹤为论文第一作者）在 Nature 期刊发表了题为：Cellular water potential sensing via biomolecular condensation 的研究论文【3】。

首次揭示了植物细胞能够通过一种“水势依赖的生物大分子相分离”机制，直接感知细胞水状态变化，并进一步重塑 RNA 转运与翻译过程，从而促进植物适应逆境环境。

水分子作为生物大分子的溶剂，对细胞至关重要。在缺水条件下，细胞的水势（衡量水在系统中自由能状态的一个物理化学参数）会降低，但细胞如何感知水势变化仍不清楚。

该研究鉴定出一个此前功能未知的蛋白——SAM8，该蛋白在体内和体外均能发生水势依赖的相分离，从而形成凝聚体，并在高渗胁迫耐受和种子萌发中发挥关键作用。研究团队利用生物物理技术、体外重构和生物成像方法证明，在正常含水量条件下，SAM8 被强烈水合，从而抑制其宏观凝聚；一个带负电荷的内在无序区通过形成电场和微极性环境来决定 SAM8 的水合状态。缺水条件会削弱这种水合，进而通过重编程氢键、静电和疏水相互作用激活 SAM8 的凝聚。此外，该研究还发现，SAM8 凝聚体可选择性地隔离 RNA 输出因子，导致 mRNA 在细核内滞留，并在高渗胁迫下实现翻译重编程。这项研究揭示了植物细胞直接感知并响应水分状况的机制，阐明了它们如何适应缺水条件。