温度/PEG对多肽-核酸液液相分离的调控

摘要

细胞内大量的无膜室(统称为生物大分子凝聚体)是通过液-液相分离现象(LLPS)组装起来的。相分离凝聚体参与多种生物学活动，而异常的相分离可能会导致大量复杂的人类疾病，如神经退行性疾病和癌症等。因此，阐明多肽和DNA的液-液相分离现象背后隐藏的机制可能对理解和治疗一些严重的人类疾病提供指导。该研究主要探索一系列含有重复赖氨酸和组氨酸(KH)序列的多肽(Poly KH)相关LLPS的调控，研究发现多肽KH-30与DNA通过静电相互作用产生LLPS现象，室温下DNA调控相分离的质量浓度范围为6～14μg/μL,质量浓度进一步增大LLPS现象则会消失。在DNA和KH-30多肽的混合溶液中加入PEG-1000,发现其分子拥挤效应促进了小液滴凝聚为大液滴，随着PEG-1000浓度增加，分子拥挤效应越明显，越有利于LLPS现象的发生。此外，温度是体外调控LLPS现象的便捷手段，本研究发现KH-30表现出熵驱动的LLPS行为，即温度的升高抑制了KH-30多肽与DNA的LLPS现象。

关键词

Poly KH / DNA / 静电相互作用 / 拥挤效应 / 液-液相分离

基金资助

国家自然科学基金(12074289、11574232); 浙江省自然科学基金面上项目(Y23A040004); 浙江省高等教育“十四五”教学改革项目(jg20220509); 浙江省研究生教育学会科研项目(2023-016); 浙江省新苗(2023R451012); 国家级创新创业计划(JWXC2022070)