細胞含有通過相分離形成的多種類型的無膜細胞器和生物凝聚體。這些細胞生物凝聚體具有廣泛的物質(zhì)特性，從牛頓流體到彈性固體。關(guān)于生物凝聚體的物質(zhì)特性如何被調(diào)控以支持細胞功能的機制，目前尚不明確。
2025 年 8 月 22 日，南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張明杰院士團隊在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：Shank3 oligomerization governs material properties of the postsynaptic density condensate and synaptic plasticity 的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn)，突觸后致密區(qū)（PSD）凝聚體處于一種類似軟玻璃（soft-glass like）的狀態(tài)，Shank3 蛋白的寡聚化調(diào)控 PSD 凝聚體的物質(zhì)特性及突觸可塑性，表明了 PSD 凝聚體的物質(zhì)特性對神經(jīng)元突觸介導(dǎo)的學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要。
在這項最新研究中，研究團隊發(fā)現(xiàn)，與天然突觸后致密區(qū)（postsynaptic density，PSD）類似，重構(gòu)的 PSD 凝聚體形成了一種軟玻璃材料，且沒有不可逆淀粉樣結(jié)構(gòu)的形成跡象。這種玻璃樣 PSD 凝聚體的形成依賴于支架蛋白間特異性、多價相互作用介導(dǎo)的 PSD 蛋白網(wǎng)絡(luò)滲流。破壞 Shank3 的 SAM 結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)的寡聚化（一種在Phelan-McDermid綜合征患者中觀察到的 SHANK3 基因突變，患者臨床為智力障礙、語言發(fā)育遲緩、自閉癥和肌張力低下），會通過削弱網(wǎng)絡(luò)滲流，使 PSD 凝聚體變軟（由軟玻璃樣向近液態(tài)轉(zhuǎn)變），進而損害突觸傳遞和可塑性，并導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)自閉癥樣行為。
該研究的核心發(fā)現(xiàn)：
Shank3 的寡聚化使 PSD 凝聚物具有軟玻璃樣材料特性
蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)特性決定 PSD 凝聚物的物質(zhì)特性；
Shank3 寡聚化缺失使突觸后致密區(qū)變軟并損害突觸可塑性；
物質(zhì)特性對于生物凝聚體的功能至關(guān)重要。
總的來說，這項研究研究表明，突觸后致密區(qū)（PSD）凝聚體的物質(zhì)特性對神經(jīng)元突觸介導(dǎo)的學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要。
論文鏈接：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00913-4
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