创新背景

聚集体一般指附聚，悬浮在气体或液体中的固体或液体微粒，由于布朗运动、涡流、热效应或声波等的作用，相互碰撞而团聚成较大的颗粒，这个过程称为附聚，又称“凝聚”。利用附聚作用可进行气体的净化除尘。

创新过程

由约克大学和北京大学的科学家共同领导的研究小组发现，环境压力与降低细菌内部一种名为ATP的化学物质（称为“细胞能量的通用货币”）的水平有关。

据认为，这种减少可能会影响鼓励它们组装成液滴的关键细胞蛋白的溶解度。这项研究可能有助于解决某些类型的细菌如何在抗生素的延长治疗中存活下来，并通过突变它们的基因，增加对抗生素形成完全耐药性的可能性的谜团。

分子液滴形成

通过使用先进的光学显微镜和计算建模，研究人员表明液滴的形成可以通过“液相分离”的物理学来解释。溶液中分子之间的吸引力将它们驱动在一起形成半稳定的组件，这些组装体具有有趣的液体特性，并且在聚集体的情况下，包含多达数百个不同蛋白质的分子。聚集体内的分子像在任何液体中一样保持自由移动，并与聚集体外的其他分子周转。

通过将蛋白质组装成对核心细胞过程至关重要的液滴，细菌在细胞关闭时在压力期间有效地将它们储存起来，在有害环境消退时保持安全，同时帮助细胞再次恢复。

细胞动态结构

研究表明，细菌中的聚集体是高度动态的结构;它们就是所谓的“细胞器”，但它们缺乏通常在研究更好的细胞器中找到的那种外部膜，例如人体细胞内的细胞核。依靠更固定的结构，如膜结合细胞器太慢了：它们不允许细菌对快速变化的环境做出足够快的反应，因为制造和破坏膜以及选择允许哪些分子成分进入和退出需要时间。聚集体通过根本不使用膜来克服这个问题。相反，值得注意的是，细菌已经适应了液体中相分离的基本物理学来帮助它们生存。

该团队在聚集蛋白分子上使用荧光标签来跟踪它们在大肠杆菌活细胞中的位置，这与人类肠道中发现的非常相似。他们采用数学建模和计算机模拟来确定液-液相分离如何导致观察到的高动态蛋白质液滴的形成。

研究了解这些非凡的生物液滴在单分子尺度上的工作原理，可能有助于理解为什么某些疾病的问题不仅由细菌引起，而且在免疫系统条件下似乎涉及液滴样分子组装。它可能有助于为新药做铺垫，这些药物可以防止某些液滴形成或靶向它们进行分解。

创新价值

这项研究可能有助于解释为什么一些细菌可以在抗生素的长期治疗中存活下来。该研究揭示了聚集体，由几种不同蛋白质组装的微小液滴形成，以响应细菌所经历的压力增加，并且这些细菌可以形成更成功地在这些压力下存活的聚集体。