摘要：苏黎世联邦理工学院的最新研究揭示了细胞如何做出生死攸关决策的分子机制，这一发现可能彻底改变我们对细胞衰老、癌症和感染性疾病的理解。研究团队通过对酵母细胞的深入观察，发现被称为"凝聚体"的蛋白质分子簇扮演着细胞内"分子委员会"的角色，决定着细胞是否分裂、衰老、交

信息来源：https://www.myscience.org/en/news/2025/protein_condensates_determine_a_cell_s_fate-2025-ethz

苏黎世联邦理工学院的最新研究揭示了细胞如何做出生死攸关决策的分子机制，这一发现可能彻底改变我们对细胞衰老、癌症和感染性疾病的理解。研究团队通过对酵母细胞的深入观察，发现被称为"凝聚体"的蛋白质分子簇扮演着细胞内"分子委员会"的角色，决定着细胞是否分裂、衰老、交配或死亡。

这项发表在《分子细胞》杂志上的研究成果，为我们理解细胞如何整合内外部信号、做出复杂生命决策提供了全新视角。更重要的是，这一发现为开发针对癌症、细菌感染和衰老相关疾病的新型治疗方法铺平了道路。

细胞的决策制定过程远比人们想象的复杂。每个细胞都必须不断评估自身状态和外部环境，然后决定下一步行动：是继续生长分裂、进入休眠状态、开始专化分化，还是启动死亡程序。这种决策能力不仅存在于复杂的哺乳动物细胞中，即使是看似简单的微生物也具备这种精密的内在机制。

传统观点认为，细胞主要依靠单个分子或简单的信号传导通路来做出决策。然而，苏黎世联邦理工学院生物学教授伊夫·巴拉尔领导的研究团队发现，真相要复杂得多。细胞内的分子并非各自为政，而是通过形成不同稠度的聚集体来收集和处理信息，这些聚集体的质地可以在液体、凝胶状和固体之间变化。

微观世界的"决策委员会"

研究团队选择酵母细胞作为研究对象，因为这些单细胞生物既足够简单便于观察，又具备复杂的决策机制。通过使用微流体技术，研究人员成功捕获了单个酵母细胞，并在光学显微镜下连续观察它们长达三到四天的完整生命周期。

在观察过程中，研究人员发现了两种关键的蛋白质凝聚体：P体和Whi3凝聚体。这些结构随着细胞年龄的增长而形成，并且它们之间存在着复杂的相互作用。当这两种凝聚体同时存在并协同工作时，它们会通过结合RNA分子并抑制细胞分裂相关蛋白质的产生来阻止细胞继续分裂。

研究的第一作者、博士后研究员汤姆·佩斯克特解释说："如果我们破坏两种凝聚体中的任何一种，细胞就会在老年时继续分裂。"这一发现表明，细胞衰老并非被动过程，而是由特定分子机制主动调控的结果。

更加引人注目的是，研究人员通过人为触发Whi3凝聚体的形成，成功让细胞提前进入衰老状态。这一实验清楚地证明了蛋白质凝聚体在细胞命运决策中的主导作用。然而，只有当两种凝聚体同时存在时，这种效应才会发生，突出了凝聚体间相互作用的重要性。

除了控制细胞分裂和衰老，凝聚体还参与调控酵母细胞的交配行为。年轻的酵母细胞通过释放信息素来寻找交配对象，一旦找到合适的伴侣，它们就会停止分裂并形成交配附属物以实现融合。

长期以来，科学家们认为老化的酵母细胞对信息素没有反应，因此无法进行交配。但这项研究发现，老细胞实际上能够感知信息素信号，只是会很快放弃交配尝试。当研究人员阻止凝聚体的形成后，老细胞对信息素的反应方式与年轻细胞完全一样。

医学应用的广阔前景

这一发现的意义远远超出了基础生物学研究的范畴。在人体内,许多细胞做出的"错误"决策是疾病发生的根本原因。癌细胞选择无限制增殖而不是正常死亡，病原细菌在抗生素压力下进入休眠状态以逃避治疗，老化的干细胞停止再生导致组织修复能力下降——这些都可能涉及类似的分子决策机制。

巴拉尔教授指出："研究结果提出了一种改变此类决定的新方法。"如果科学家能够开发出专门针对凝聚体的药物，就有可能重新编程细胞的决策过程。例如,可以促使癌细胞重新获得正常的死亡程序，或者唤醒休眠的病原菌使其对抗生素敏感，又或者激活衰老的干细胞恢复再生能力。

从技术角度来看，凝聚体为药物设计提供了全新的靶点。传统药物通常针对单个蛋白质或酶，而凝聚体则代表了一种更加复杂和动态的分子系统。这种复杂性既是挑战也是机遇——虽然药物设计更加困难，但一旦成功，其效果可能更加精准和持久。

当前的研究主要集中在酵母细胞上，但凝聚体在各种生物体中都普遍存在。从进化角度看，这种决策机制可能是生命的基本特征之一。因此，在酵母中发现的原理很可能适用于包括人类在内的其他生物。

随着对凝聚体功能理解的深入，科学家们开始认识到这些结构不仅仅是细胞内的组织者，更是信息处理和决策制定的核心枢纽。它们就像细胞内的"智能芯片"，能够整合来自不同来源的信息，进行复杂的计算，并输出相应的行为指令。

未来的研究将需要解决几个关键问题：不同类型的凝聚体如何协调工作，环境因素如何影响凝聚体的形成和功能，以及如何开发安全有效的干预手段。随着这些问题的逐步解决，基于凝聚体的治疗策略有望成为21世纪医学的重要突破之一。

来源：人工智能学家