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細胞裡的“液體晶體”：它們對我們的生命有何影響？
隨著生物科學的進步，我們對細胞內部的運作越來越了解。近期，生物化學界發現了“生物大分子凝聚物”（biomolecular condensates），這些不被膜包圍的細胞器和細胞器亞域，以其獨特的功能在細胞內進行著至關重要的工作。這些凝聚物通過不同的過程來形成，最著名的便是蛋白質、RNA和其他生物聚合物的相分離現象，進而形成了如液晶、膠凝物、固體晶體或內部聚集物等結構。
生物大分子凝聚物的存在，顯示了細胞的內部結構並非一成不變，而是動態的、變化的。
生物大分子凝聚物的歷史
這一概念并不是新穎的，早在19世紀末，科學家們便給予細胞質（當時稱為“原生質”）以膠體的定義，並開始探索細胞內部的組織原理。隨著時間的推移，液–液相分離理論被重新借鑒，並被提議作為細胞內部的隔間化機制。這些生物大分子凝聚物兼具物理和生化的特特性，其形成依賴於內部分子如何相互作用、相聚和相分離。
“生命的研究最好從那些由兩種不同液體的接觸所產生的物理化學現象開始。”
生物大分子凝聚物的例子
有許多類型的生物大分子凝聚物已經在細胞質和細胞核中被識別和特徵化，包括：
- 路易體（Lewy bodies）
- 壓力顆粒（Stress granules）
- P體（P-bodies）
- 胚胎生命相關的P顆粒（P granules）
它們的形成不僅能夠提供細胞內環境的穩定，也可能在 responded to stress 和疾病進程中起到作用。
液–液相分離與生物學
在許多細胞過程中，液–液相分離為細胞內部功能組織提供新的視角。這些塑造細胞內環境的液體凝聚物不僅促進代謝反應，還參與基因表達調控和細胞壓力應對。
“生物大分子在細胞內的相互作用可以被視為流動的，而不是固態的結構。”
生物大分子凝聚物與人類疾病
現有的證據表明，生物大分子凝聚物的異常形成可能與多種人類疾病有關，包括癌症和神經退行性疾病。例如，阿茲海默症中的淀粉樣纖維、路易體的形成等，皆可能涉及生物大分子凝聚物的失常。
植物中的生物大分子凝聚物
在植物中，生物大分子凝聚物不僅參與生化過程的隔間化，還能夠整合環境信號以調節植物的發展。如透過相分離來影響花卉過渡、RNA沉默和植物免疫的過程，都表明這些結構在植物生長中的重要性。
合成生物大分子凝聚物
合成的生物大分子凝聚物正逐漸成為合成生物學中的重要工具，這些工程化的結構能夠用來探討細胞組織，也能作為新型藥物遞送平台。透過調整其物質屬性，這些合成凝聚物能展現出各種不同的行為。
科技的進步是否能讓我們更深入地理解這些液體晶體在我們生命體系中的作用，而進一步揭示生命的奧妙呢？
