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由于表面张力和粘度等特性相异，核仁的组成蛋白和RNA自发地将自身装配成了三个不 同的液层。就像油与水可以共存但仍然分开一样，核仁形成了液体亚区室，这使得它能够执行一些重要的功能。

尽管自19世纪30年代起人们就知道核仁是细胞核中一个圆形的黑点，直到近年核仁才得到应有的重视。科学家们已经知道，除了构建细胞的蛋白质工厂，这一专门的细胞器还更广泛地充当了细胞生长和健康的控制中心。

在过去几年一系列的研究中，普林斯顿大学化学与生物工程学助理教授Clifford Brangwynne和同事们发现核仁表现为像蜂蜜般稠度的液体。然而，这一生物液滴维持着一种复杂的区室化内部结构。Brangwynne和其他研究人 员一直感到困惑，这样的液体样物体没有融合成均质水珠，是如何形成稳定的区室化层次的。

化学和生物工程学系博士生Marina Feric说：“要得到核仁这种独特的分层‘核壳’结构，你必须要做的就是以足够的浓度将适当的分子混合在一起。”

Brangwynne实验室的Nilesh Vaidya说：“我们提供了核仁结构的一个生物物理机制，它源自不互溶的液体的集体行为。”

Brangwynne和同事们以往曾证实，除核仁外一些其他的细胞器也是由RNA和蛋白质构成的相分离液滴。当前的研究发现指出了没有细胞膜提供明显区室化的所有这些细胞器，是如何显示出为它们的细胞职责量身定制的复杂结构的。

Brangwynne 说：“液体的基本特性决定了核仁的哪些组件在里面和外面。由于甚至在物质的非生命状态下都可以观察到这一效应潜在的基本原理，我们认为这一物理图像适应于细胞内的许多细胞器。”

研究人员通过采用纯化的核仁蛋白、活蛙卵细胞、线虫和培养细胞完成一些实验，结合一些计算机建模调查了核仁。研究数据解释了就像俄罗斯套娃一样，核仁的单个亚区室嵌套在彼此内部的机制。

对于核仁来说，这种分层形态遵循功能。新生成的RNA分子从这一细胞器的核心进入中间，然后是外部构件中，接受改造，就像是在一条装配线上一样。核心像工厂一样大量生产这些RNA片段，它们在离开核仁后最终进入到细胞质中连接形成核糖体结构。核糖体会制造出细胞成千上万的蛋白质

除了制造核糖体，核仁最近还成为了协调细胞生长的一个枢纽，帮助调控了细胞分裂，甚至设置了细胞响应压力或损伤自我毁灭的时间。鉴于这种中心性，人 们也日益认识到核仁在疾病中的作用。例如，在某些疾病过程中，核仁可能丧失了它们的某些正常液态。如果有缺陷的核仁变得更加纤维化，这可以促成一些心脏和 神经系统疾病。

另一种核仁显著起作用的重大疾病是癌症。在恶性细胞中，劫持的核仁过度生成一些蛋白质来刺激失控性的快速细胞分裂。肿瘤学家通常部分根据细胞核仁畸形和肿胀的程度来对癌细胞的侵袭性进行分级。因此，进一步认识核仁的正常布局将帮助评估这一细胞器在不久的将来作为一个有前景的药物治疗靶点。

推荐原文索引：

Clifford P. Brangwynne et al. Coexisting Liquid Phases Underlie Nucleolar Subcompartments. Cell, May 2016 DOI: 10.1016/j.cell.