又是两篇Nature背靠背发表，这个热点真是硕果累累

前段时间，笔者给大家分享了一篇稿件——《两篇Cell背靠背发表后，这个热点昨天又发nature子刊了，现在了解还不晚》。相分离可以说是近两年来最有前景的研究热点了，本公众号也曾多次对相分离领域的研究进行解读，也曾讲述过相分离研究该如何进行以及相应公共数据库的使用。今天笔者再给大家分享一下相分离最新研究，这两篇文章于2020年2月5日背靠背发表在Nature杂志上。

第一篇论文的题目是《Phase separation organizes the site of autophagosome formation》，通讯作者为日本微生物化学研究所的Nobuo N. Noda教授。在这篇文章中，作者发现相分离能够介导自噬体的形成。

研究背景：细胞中很多生物分子都能够通过液-液相分离形成液滴样凝聚物，从而介导多种细胞功能。在酵母中，这些液滴样凝聚物能够发生自噬，被在自噬前体（PAS）中合成的双层膜结构自噬体降解。虽然已有大量研究表明PAS形成与atg蛋白密切相关，但是PAS的具体理化特性和功能目前还不清楚。

研究结果：为了探究PAS的具体理化特征和功能，作者在酵母细胞中过表达GFP-Atg13（PAS形成的组分蛋白），随后通过荧光漂白恢复技术以及荧光显微镜进行观察，作者发现Atg13不仅可以进出PAS形成液滴状，而且可以在PAS内快速自由移动。这暗示PAS的形成可能与相分离有关。

为了验证这个猜想，作者使用相分离抑制剂己二醇处理酵母细胞。结果显示加入己二醇后，atg蛋白形成的液滴状快速消失。与此同时，使用雷帕霉素处理细胞后，atg蛋白形成液滴状。这表明相分离能够介导PAS形成。

为了进一步确定相分离介导PAS形成，作者对形成PAS的atg蛋白进行序列分析和预测，发现除了Atg17蛋白外，其他的atg蛋白，包括atg1, atg13, atg29和atg31都存在无序区。纯化这几种atg蛋白后，作者发现它们在体外便能够发生相分离，而且atg17和其他蛋白共定位聚集。

接下来作者探究介导PAS形成的相分离究竟是如何被调控的。先前有研究表明在营养充足的情况下，TORC1能够诱导atg13发生磷酸化，从而抑制atg1复合体和PAS形成。因此，作者猜想磷酸化可能会抑制相变发生。通过体外共孵育TORC1和atg13，作者发现TORC1能诱导atg13的ser428/9位点发生磷酸化，与此同时，atg13形成的液滴状显著降低。此外，加入atg1和atg13的磷酸酶ptc2后，相分离的发生显著增加。这表明磷酸化能够抑制相分离的发生。

最后，作者想探究PAS在液泡膜上的具体形成过程。先前的研究表明自噬相关液泡膜蛋白Vac8能够与atg13直接结合，从而将后者牟定在液泡膜上。在细胞中敲低VAC8后，作者聚集在液泡膜上的atg蛋白显著减少，而且液滴状的形成也明显降低。这表明VAC8通过与atg13直接结合促进atg蛋白在液泡膜上发生相分离，从而诱导PAS形成。

总结这篇文章，作者发现相分离能够介导PAS形成，而且该过程收到atg蛋白的磷酸化调控。与此同时，作者还揭示了PAS在液泡膜上形成的原因，加深了人们对于自噬体形成的了解。

第二篇论文的题目是《Stress- and ubiquitylation-dependent phase separation of the proteasome》，通讯作者为日本东京大都会医学研究所的Yasushi Saeki教授和Keiji Tanaka。

在这篇文章中，作者发现在急性高渗透压下，泛素蛋白p97和多个蛋白酶体相关蛋白（如RAD23B）会发生相分离，介导蛋白酶体核焦点形成，从而促进核糖体蛋白和错误折叠蛋白快速降解。与此同时，作者还发现蛋白酶体的抑制剂MG-132和b-AP15以及p97的抑制剂NMS-873均能够抑制该过程的发生。

可以看到，这两篇文章不仅发现相分离在自噬体和蛋白酶体核焦点形成过程中的重要作用，而且还揭示可以通过调控相分离来控制蛋白降解过程。随着科学家们对相分离研究的不断深入，相信相分离还参与机体多项生理过程，在座的各位学者可以抓住相分离这个热点。

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