两篇cell背靠背发表，这个热点三年来发表近100篇CNS主刊

最近几年，有一个研究热点经久不衰，那就是相分离（Phase Separation）。这个热点曾经出现过一个月连发八篇主刊的盛况，咱们公众号之前也曾专门推送过几期。

想要了解相分离的概念，可以看这篇稿件——《一个月发了8篇主刊，这个概念要火了》，如果想分析其未来发展趋势，可以阅读这篇稿件——《今年上半年发了三十几篇CNS，这个热点你真的得关注了》，如果你想零基础快速入门该领域，这个免费神器可以助你一臂之力——《无需实验，直接给nature文章贡献idea和6个图，这个网站真赞》。今天笔者接着给大家仔细讲讲最近背靠背发表在cell杂志上的两篇相分离文章，希望大家能够快速掌握这个热点。

第一篇文章的题目是Phase Separation of Zonula Occludens Proteins Drives Formation of Tight Junctions，通讯作者是马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的Alf Honigmann教授。

研究背景：紧密连接，又称闭锁小带，是相邻细胞膜共同构成的一个事实上液体无法穿透的屏障，是两个细胞间紧密相连的区域，其最主要的功能是介导信号转导和维持细胞极性。先前的研究指出，紧密连接超分子区域组装依赖于膜相关支架蛋白ZO1和ZO2，但是ZO1和ZO2究竟如何介导紧密连接的形成目前还不清楚。

研究结果：为了探究这个问题，作者首先测定了MDCK-II细胞紧密连接处和细胞质中ZO1和ZO2蛋白表达。结果显示，细胞质中，ZO1的浓度为0.69μM，ZO2的浓度为0.27μM；在紧密连接处，ZO1的浓度为41μM，ZO2的浓度为5.8μM。随后，通过荧光漂白恢复技术，作者发现紧密连接处的ZO1和ZO2蛋白与细胞质中ZO1和ZO2蛋白存在快速的动态交换。

由于支架蛋白ZO1和ZO2在紧密连接处大量富集，而且与细胞质中ZO1和ZO2动态交换，这和蛋白发生相分离时的特征高度相似。因此，作者猜想ZO1和ZO2蛋白能够发生相分离。为了验证这个猜想，作者在体外纯化了ZO1和ZO2蛋白，发现加入5μM ZO1和ZO2蛋白时，相分离就会发生，而且该蛋白相分离的发生还受磷酸的调控。这不仅揭示了激酶调控ZO1和ZO2蛋白功能的分子机制，还为ZO1和ZO2蛋白相分离找到可控的方法。

接下来作者探究ZO1和ZO2蛋白发生相分离是否能够调控紧密连接。首先通过测定ZO1和ZO2相分离形成液滴中多种蛋白的含量，作者发现ZO1和ZO2通过相分离选择性招募多种紧密连接相关蛋白，这暗示ZO1和ZO2蛋白相分离介导紧密连接发生。为了进一步确定这个结果，作者构建了多种ZO蛋白截断体，发现当去掉U6结构域时，ZO蛋白相分离显著增加。而先前的研究表明，ZO蛋白U6结构域不与紧密连接相关蛋白结合，但是能够调控紧密连接形成，这和其调控ZO蛋白相分离完全一致，表明ZO蛋白通过相分离特异性招募紧密连接相关蛋白，从而介导紧密连接的形成。

第二篇文章的题目是Mechanosensation of Tight Junctions Depends on ZO-1 Phase Separation and Flow，通讯作者是奥地利科学技术研究所的Carl-Philipp Heisenberg教授。

研究背景：细胞连接是细胞间的联系结构，是细胞质膜局部区域特化形成的，在结构上包括膜特化部分、质膜下的胞质部分及质膜外细胞间的部分。细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要基础。在受到外界机械压力刺激时，细胞连接会改变其组成和功能，从而适应机械压力。但是该过程发生的精确分子机制目前还不清楚。

研究结果：为了探究这个问题，作者以斑马鱼胚胎发育中的包络细胞层(EVL)和卵黄合胞体层(YSL)之间的细胞连接为材料进行研究。通过分析细胞连接处黏着连接和紧密连接相关蛋白成分，作者发现在EVL和YSL交界处，细胞间连接趋向于紧密连接。

接下来作者对其中的机制进行探究，通过测定细胞连接处多种蛋白组分，作者发现ZO蛋白高度富集。此外，作者还发现ZO蛋白的浓度和肌动球蛋白的张力密切相关，肌动球蛋白的张力越大，细胞连接处的ZO蛋白浓度越高，细胞连接也更加偏向于紧密连接。

在紧密连接处，ZO蛋白浓度远远高于细胞质，那ZO蛋白如何克服浓度梯度逆流而上转运到紧密连接处呢？通过应该显微镜进行观察，作者发现在非细胞连接处，ZO蛋白会发生相分离。在肌动球蛋白的辅助下，这些相分离的ZO蛋白从YSL内向紧密连接处富集，从而促进紧密连接形成，并且维持其机械类敏感性。

总结这两篇文章，作者发现在紧密连接形成过程中，ZO蛋白发生相分离，在肌动球蛋白的辅助下，促进ZO蛋白在紧密连接处富集，随后特异性招募紧密连接相关蛋白，从而促进紧密连接形成，维持机械里敏感性。这两项研究不仅揭示了ZO蛋白介导紧密连接形成的分子机制，还为调控紧密连接找到新的策略，加深了人们对细胞连接的理解。

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