
2025年10月27日,普林斯顿大学June K. Wu' 92讲席教授、霍华德·休斯医学研究所研究员Clifford P. Brangwynne应深圳医学科学院和深圳湾实验室的邀请,作题目为“Liquid-liquid Phase Separation in Cell Physiology and Disease”的学术报告。本次讲座由深圳湾实验室系统与物理生物学研究所特聘研究员黄恺主持,吸引了近百位科研人员参与。
Brangwynne教授用生动的生活比喻开场:细胞并非教科书里画成精密的齿轮机械,而是一团充满动态、湿润且不断自组织的“活液体”。蛋白质等生物大分子可在数秒内自发聚集成纳米-微米级液滴,完成特定功能后又迅速消散。这一现象被称为液-液相分离(LLPS)。
他以核仁为例,展示团队最新发现:核仁没有膜,却形成三层“液体套娃结构:外层GC区较稀,中间DFC区黏稠,最内层FC区最活跃。通过光遗传“阀门”技术,只需一束蓝光即可在活细胞中“开关”液滴,并首次绘制出生物相图——横轴为蛋白浓度,纵轴为寡聚状态,清晰标出“液滴形成/溶解”边界。当转录被抑制或特定剪切位点突变时,核仁会出现由“外-内”结构翻转为“内-外”,直观证明RNA加工流驱动多层组织,是一个远离平衡态的“活性液体”。

Brangwynne教授还展示了多项创新工具:在指定基因组位点10秒内生成液滴,通过测量液滴收缩时产生的“毛细力”,首次在活细胞水平量化染色质弹性。利用深度学习分析核仁形态变化,仅用显微图像即可预测药物EC50,为高通量药物发现提供全新平台。
液-液相分离失调与癌症、神经退行性疾病及衰老密切相关。Brangwynne教授透露,其团队已基于上述平台发现可逆转核仁过度激活的小分子,并在动物模型中显示抑瘤效果;相关药物已进入临床前评价。他强调,未来5-10年“相分离药物”有望成为精准治疗新方向。
问答互动环节,听众围绕“多相界面张力调控”、“相分离与神经退行性疾病”、“RNA加工流如何决定层状结构”等踊跃提问,Brangwynne教授逐一给予深入解答,并鼓励青年学者“用物理思维看生物问题,用工程手段验证科学假设”。
SMART学术讲座(SMART Lecture)是深圳医学科学院为分享知识、推动发现、促进跨学科、跨部门和跨机构的科研合作,营造创新、包容的学术环境,面向院内外师生开放的院级学术讲座。SMART学术讲座将邀请国内外活跃并已做出重要贡献的临床专家、知名学者作为报告嘉宾,为构建粤港澳大湾区“临床资源+科研能力”双向赋能生态贡献力量。
The SMART Lecture Series, presented by the Shenzhen Medical Academy of Research and Translation (SMART), brings together distinguished clinical experts and world-leading scientists who have pioneered breakthroughs in their fields. The series is designed to inspire scientific discovery and bridge cutting-edge research with real-world clinical applications. Dedicated to promoting interdisciplinary and cross-institutional collaboration, the SMART Lectures are open to faculty, students, and researchers both within and beyond the institute, contributing to a dynamic research and innovation ecosystem across the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area.