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从19世纪的科学家到现代：相分离理论的演变背后有何故事？
在生物化学领域，生物分子凝聚体是一类无膜细胞器和细胞器亚域，负责在细胞内执行特定的功能。与许多细胞器不同，生物分子凝聚体的组成并不受边界膜的控制，而是透过一系列不同的过程形成并维持组织。最著名的过程就是蛋白质、RNA和其他生物高分子进行相分离，形成细胞内的胶体乳、凝胶、液晶、固体晶体或聚集体。
19世纪末，随着科学进步，相分离的概念开始受到科学家的重视，他们探讨细胞内聚合物的动态行为及其生物学功能。
科学演变的历程
微胞理论
微胞理论由卡尔·纳吉利于1858年所提出，他对淀粉颗粒的深入研究促成了此理论的形成。纳吉利提出，淀粉和纤维素等非晶体物质是由建筑单元（micelles）构成，这些建筑单元以松散的结晶阵列形式排列。水可以在微胞之间渗透，并且在旧微胞之间形成新的微胞。这一理论虽然后来主要用于描述脂质，但其早期的概念仍然影响深远，例如至今仍将牛奶描述为由“酪蛋白微胞”组成。
胶状相分离理论
20世纪初，随着威廉·贝特·哈迪和埃德蒙·比彻·威尔逊对细胞质（当时称为“原生质”）的胶状特性进行描述，细胞内胶体作为生物组织的组织原则开始受到重视。哈迪还链接了生物胶体的形成和相分离的关系，并指出“胶蛋白在溶剂中以胶体粒子的形式分散，这些粒子相当大以至于形成内相。”这一见解对理解细胞组织有重要意义。
跨学科的支持
在20世纪70年代，随着列出的传统细胞生物学家的关注转向其他领域，农业科学家和物理学家开始着手研究细胞中的相分离生物分子。哈罗德·F·法雷尔发展了乳制品酪蛋白微胞的相分离模型，而麻省理工学院的物理学家坦卡和本内迪克则揭示了液晶蛋白的相分离行为，这进一步推动了对生物分子凝聚体的理解。
相分离的回顾
20世纪末，随着共焦显微镜的进步，科学家们开始发现许多非膜结合细胞腔室的存在，这些腔室被不同称呼，如“点/突”或“颗粒”。在这段期间，相分离的概念重新被借鉴并应用于细胞的细胞质和细胞核的划分。随着生物大分子相分离的证据累积，新的词汇“生物分子凝聚体”被采用以描述这一过程。
生物分子凝聚体的例子
细胞质中的凝聚体
许多生物分子凝聚体的范例在细胞质中已被确认，例如路易巴迪、压力颗粒和信号体等。这些组织形成的过程可以是液-液或液-固的相分离，例如淀粉颗粒和肝糖颗粒。
细胞核中的凝聚体
在细胞核中，核仁、核斑和Cajal小体等结构也被认为是生物分子凝聚体，因其形成过程和机制类似。
合成生物分子凝聚体
随着合成生物学的发展，科学家们开始设计合成的生物分子凝聚体，以便探索细胞的功能和组织。这些合成凝聚体不仅可以用于疫苗和治疗剂的传递，还可以用来当作生化反应器，助力细胞的高效运作。
“合成生物分子凝聚体的出现让我们温故知新，重新审视细胞内部物质的排列和合作模式。”
结论
随着对生物分子凝聚体的研究日益深入，我们在细胞运作的理解上迈出了新的步伐。然而，这些动态的相分离过程仍需进一步探索。想像一下，未来的科学可能会如何揭示那些尚未被理解的细胞机制？
