细胞可以表现出令人惊讶的复杂行为。它必须自行决定是生长繁殖、休息、特化、衰老还是死亡。这不仅适用于哺乳动物细胞，也适用于看似简单的微生物。
细胞不仅接收外部信号，还接收内部信号——例如其年龄或可用能量量。为确保获得所需的所有信息，细胞内的分子需要聚集并形成具有不同稠度的聚集体。它们可以是液态、凝胶状或固态。科学家将这些细胞信息收集场所称为"凝集体"。
决策的团块
迄今为止，这些凝集体如何参与细胞信息交换尚不清楚。苏黎世联邦理工学院生物系教授伊夫·巴拉尔领导的研究人员现已发现它们在酵母细胞中如何发挥作用。他们的研究刚刚发表在《分子细胞》杂志上。
研究人员专注于细胞衰老，以了解这些分子簇如何影响酵母细胞的决策。"由于细胞可以独立于环境而衰老，这为我们研究提供了理想焦点，"巴拉尔研究小组的博士后研究员、该研究第一作者汤姆·佩斯克特解释道。
两个凝集体必须互动
利用微流体技术（涉及操控微量流体），佩斯克特及其同事捕获了单个酵母细胞。借助光学显微镜，研究人员观察到细胞如何分裂和衰老，每次分裂后最终在三到四天后死亡。研究人员观察到，随着年龄增长，某些蛋白质凝集体——被称为P小体和Whi3凝集体——在细胞内形成。
研究人员能够证明，这两个凝集体协同工作，阻止细胞在衰老时继续分裂。这些凝集体结合RNA分子并抑制参与细胞分裂周期的蛋白质的产生。"如果我们破坏其中一个凝集体，细胞会持续分裂到老年，"佩斯克特解释道。
为了研究凝集体间相互作用的重要性，苏黎世联邦理工学院的生物学家人为地触发了Whi3凝集体的形成。这导致细胞比平常更早开始衰老。"这清楚地表明，这些蛋白质的聚集影响了细胞决定退休并接近生命终点的决策，"苏黎世联邦理工学院教授巴拉尔说。然而，这仅在含有两种凝集体的细胞中起作用，即Whi3凝集体和P小体。"两个凝集体之间的相互作用至关重要，"巴拉尔总结道。
主动决定不交配
凝集体也影响了细胞放弃交配尝试的决定。年轻的酵母细胞通过使用特定信息素相互发送信号来进行交配。一旦它们相互检测到对方，就决定不再分裂，而是形成交配附属物，使它们能够与另一个酵母细胞融合。直到今天，研究人员一直认为老酵母细胞是不育的，不会对潜在交配伙伴的信息素做出反应。
苏黎世联邦理工学院的研究人员发现，老细胞确实会对信息素做出反应，但很快就会放弃交配尝试。"这一决定归因于凝集体。如果我们阻止它们的形成，老细胞会像年轻细胞一样对信息素做出反应，"巴拉尔强调道。
总体而言，这些结果表明，这种凝集体网络控制着两个截然不同的决策：结束细胞周期和在老年避免交配。"凝集体使细胞能够评估其年龄或潜在交配伙伴的存在，并相应地调整其行为，"巴拉尔解释道。
研究结果还表明，凝集体及其相互作用解释了细胞内各处的分子如何聚集在一起交换关键信息。"就像它们将自己组织成控制细胞决策的分子委员会，"佩斯克特补充道。
许多细胞会做出对我们个体有害的决定——例如当癌细胞决定快速增殖时。细菌在遇到抗生素时决定进入休眠状态，并在之后苏醒导致反复感染。随着我们年龄增长，我们的干细胞停止产生新细胞，导致伤口愈合需要更长时间。
"这些发现表明了一种改变此类决策的新方法。然而，需要进一步研究开发专门针对凝集体的药物，使这些知识最终能在临床环境中应用，"巴拉尔强调道。
更多信息： 托马斯·R·佩斯克特等人，《P小体和Whi3凝集体网络根据细胞环境调整细胞命运决策》，《分子细胞》(2025)。DOI: 10.1016/j.molcel.2025.09.001
期刊信息： 《分子细胞》
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