科學家發現細胞液滴內部隱藏結構，或攻克神經退行性疾病

長期以來，生物學家一直認為，細胞內一類沒有膜包裹的 “生物分子凝聚體” 只是簡單的液體小液滴，內部均勻無序，就像水里的油滴一樣，只會融合、流動和交換物質。但 2026 年 2 月發表在《自然?結構與分子生物學》上的一項重磅研究，徹底推翻了這一經典認知。美國斯克里普斯研究所團隊通過冷凍電鏡等前沿技術，首次看清這類 “液滴” 內部藏著由蛋白質細絲構成的有序網絡，這個隱形骨架直接決定它的功能，也為治療癌癥、漸凍癥等疾病打開全新大門。

生物分子凝聚體對細胞至關重要，它參與 DNA 轉錄、蛋白質合成、清理細胞垃圾、抑制腫瘤等關鍵生命活動。因為沒有細胞膜包裹，又表現出明顯的液體特性，學界幾十年來都把它當成無內部結構的簡單液滴。這也導致一個難題：既然它沒有固定結構，藥物就找不到可結合的位點，很難針對凝聚體異常相關疾病開發療法。

此次研究團隊以細菌中的 PopZ 蛋白凝聚體為模型，借助冷凍電子斷層掃描技術，在超高分辨率下直接觀察到，PopZ 蛋白會按步驟組裝成柔韌細絲，細絲再交織成穩定的網狀支架，撐起整個凝聚體的形態與物理特性。研究人員還用單分子熒光技術證實，蛋白在凝聚體內外會呈現不同構象，說明位置直接影響分子狀態。

為驗證骨架的必要性，團隊改造出無法形成細絲的突變 PopZ。結果凝聚體變得異常黏稠、表面張力驟降，直接導致細菌生長停滯、DNA 分配失敗。實驗清晰證明，凝聚體的物理結構，而非單純成分，才是維持細胞正常運轉的核心。

雖然實驗在細菌中完成，但結論對人類健康意義重大。人體細胞中類似的絲狀凝聚體，負責清理毒性蛋白、控制細胞異常分裂。一旦這些結構失靈，有害蛋白堆積會引發 ALS 等神經退行性疾病；分裂調控失效則可能誘發前列腺癌、乳腺癌等多種腫瘤。

研究負責人表示，過去因凝聚體看似無結構而難以靶向用藥，如今發現它有明確且功能必需的內部架構，就可以像設計靶向蛋白藥物一樣，設計直接作用于凝聚體結構的精準療法，糾正導致疾病的結構紊亂。

這項發現不僅改寫細胞生物學基礎認知，更把一類長期 “不可成藥” 的關鍵結構變成全新治療靶點，為多種疑難病癥帶來突破性研究方向與臨床希望。

參考資料：“The filamentous ultrastructure of the PopZ condensate is required for its cellular function” by Daniel Scholl, Tumara Boyd, Andrew P. Latham, Alexandra Salazar, Asma M. A. M. Khan, Steven Boeynaems, Alex S. Holehouse, Gabriel C. Lander, Andrej Sali, Donghyun Park, Ashok A. Deniz and Keren Lasker, 2 February 2026, Nature Structural & Molecular Biology.
DOI: 10.1038/s41594-025-01742-y