生物物理学：生体分子凝縮体の核生成の全体像
Nature 599, 7885 doi: 10.1038/s41586-021-03905-5
生細胞内の構造は全て、適切な時にあるべき場所で形成されなければならない。こうした構造の中には、核小体、カハール体、ストレス顆粒のような凝縮体が含まれていて、これらは生体分子液–液相分離によって形成され、天然変性領域（IDR）を多く含むタンパク質が関わることが特に多い。非生体系では、核生成相分離の最初の段階が起こるのは、熱ゆらぎが表面張力によるエネルギー障壁を越えた時点である。この現象は、古典的核生成理論（CNT、液滴核生成の速度が過飽和の程度に依存する状況が記述されている）によってモデル化できるが、液滴が出現する位置は界面の不均一性によって制御されている。しかし、この枠組みが生細胞にも適用されるかどうかはまだ分かっていない。それは、細胞内の環境は多数の構成要素が存在していて非常に複雑であり、その中には多様なIDRが含まれ、それらの生体分子間の相互作用の特異性も不明だからである。今回我々は、生細胞中での核生成は、このような複雑性にもかかわらず、無生物材料と同様の物理的過程を経て起こるが、核生成部位の有効性はその部位にある生体分子の特性によって調整され得ることを示す。生細胞中での内在性凝縮体および生体模倣凝縮体の核生成の反応速度論的性質を定量的に調べることにより、凝縮体核生成の重要な特徴はCNTに似た理論的枠組みを介して定量的に解明可能であることが分かった。核生成速度は、適合する生体分子（IDR）シードによって大幅に上昇させることが可能で、細胞過程のこの反応速度論的性質は、凝縮体核生成の速度と位置の特異性に影響を及ぼす可能性がある。今回の定量的枠組みは、細胞内核生成の全体像を明らかにし、また空間的および時間的に正確に位置決めされた合成凝縮体の設計への道を開くものだ。
