顾名思义，核糖核蛋白（RNP）颗粒是存在于细胞核和细胞质中的RNA和蛋白质的动态组装体。 每种RNP颗粒，由于其成分，材料特性（例如表面张力，弹性和粘度），形态，亚细胞定位和功能的不同，具有不同的特性。当分散在基质中的RNA和蛋白质聚集成浓缩状态（浓缩相）时，就会发生液-液相分离(liquid-liquidphase separation, LLPS)。在这种浓缩相中，高度浓缩的RNA和RNA结合蛋白（RBP）形成“无膜细胞器”，能与周围的核质或细胞质保持物质的动态平衡，并可能瞬时完成浓缩相和分散相的切换。这些参与形成LLPS的RBP都有个共同特征：具有低复杂度域（lowcomplexity domain, LCD）, 在体外会形成浓度依赖性的LLPS。每种RNP颗粒都包含多个RBP, 然而，尚不清楚单个RBP的LLPS如何与其他数百个相似的RBP组成的LLPS聚合成一个RNP颗粒。值得注意的是，在体外敲掉某个RBP对它所属的RNP颗粒的组装没有明显的影响。
胁迫应答颗粒（stressgranule, SG）是RNP颗粒的一种突出类型，是真核细胞细胞质中为了应对多种应激源而形成的“无膜细胞器”。SG组装与翻译起始的阻滞相关，伴随着多核糖体的分解和未包被的mRNA的细胞质浓度的升高。蛋白质组学分析和空间蛋白质组学等发现数百种不同的蛋白质和数千种不同的RNA是SG的组成成分，但尚未有研究揭示SG组装的机制或单个成分的相对贡献。尽管RNA自组装有助于SG组装，但证据也表明RBP也起着重要作用，如TIA1，HDAC6，G3BP1和G3BP2，PRRC2C，CSDE1和UBAP2L。然而，这些蛋白质的相对重要性以及它们如何相互关联以调控装配的机制未见报道。
来自美国圣裘德儿童研究医院的J. PaulTaylor研究组在Cell 发表了题目为G3BP1 Is aTunable Switch that Triggers Phase Separation to Assemble Stress Granules的文章，为我们详细解析了单个蛋白G3BP1在SG调控装配中的核心作用。
杨培国博士（第一作者）等人对人类全基因组21,121个基因 进行了RNAi筛选，鉴定出210个影响SG组装的RBP。SG组装与否（scoring）是通过在热激条件下，观测免疫染色SG marker蛋白eIF3h来实现的。通过与之前Roy Parker小组发表的SG组成成分以及相关数据库的比对，将研究范围进一步缩小到一个含有36个蛋白的核心SG网络。这些蛋白与RNA相互作用形成网络，当此网络的集体交互突破阈值饱和浓度时，便会发生LLPS，形成SG组装的“种子”。LLPS的驱动力在整个网络中分布不均，对这36个蛋白逐一敲除发现，只有G3BP1/2双敲之后能够能够完全抑制SG的形成，确定G3BP1/2是该网络内中心度最高的“节点”，对于SG组装至关重要。
鉴于G3BP1和G3BP2的高度相似性，他们以G3BP1为例，通过体外实验检测其相变的调控机制，发现G3BP1本身在生理盐浓度下并不发生相分离，RNA可以促进其相分离。mRNA以及单链RNA可以促进G3BP1相分离，而tRNA或者双链RNA则不能。RNA的长度也起到作用，小于250nt的RNA基本不再促进相分离。进一步的生物物理实验表明，多价位的（multivalency）RNA是形成SG的必要条件。
分子生物学实验揭示出G3BP1的N-端NTF2L结构域(二聚体，PDB)是SG形成所必须的，而C-端RNA结合区域（RBD）是相分离所必须的。将G3BP的NTF2结构域替换成其他的二聚体结构域（GST，FKBP(F36M)）发现，他们也具有不同程度的SG组装能力，说明NTF2结构域可能通过与其他SG蛋白组分（如Caprin1）相互作用进而调控G3BP1的相分离。例如，Caprin1是G3BP1核心网络的成员之一，尽管其SG的形成是非必须的，但是可以大大地促进G3BP1的相分离。在细胞内过表达Caprin1可以降低细胞形成SG所需的G3BP的阈值浓度（thresholdconcentration）。G3BP1中间的两个酸性结构域（IDR1/2）可以调节G3BP1在细胞的可溶性（solubility），并调控部分蛋白被募集到SG的能力。此外，其S149位的磷酸化在一定程度上调控了SG的组装过程。
总之，该文详细阐述了G3BP调节SG形成的分子机制，揭示了单一蛋白的相变在调控多组分RNP聚集体的形成的作用，对于细胞内其他的无膜细胞器的形成具有重大启示意义。同时，这些研究也为各无膜细胞器之间的共存及互相调控提供了新的模型及研究思路。
启发与问题：
1.该文的前期工作核心是在热激条件下，观测免疫染色SG marker蛋白eIF3h表达与否来实现RNAi筛选。这个工作量是巨大的，所选的maker也必定是兼具特异性和敏感性的。好奇的是1），这210个RBP是如何，在什么水平调控eIF3h表达的？2）HP1有CSD, G3BP有NTF2，其他蛋白（如本文的210个）都有形成寡聚体的结构域吗？3)如果我们想做类似的文章，如nucleoli,Cajal bodies, speckles, paaspeckles, etc, 我们如何找到这个特异的marker？
2. G3BP1和G3BP2是高度相似的，做RNAi来特异性敲除的时候，这个实验的设计有什么需要特别注意的地方？
3. G3BP1/2的分子量在52kD左右，本文的使用浓度有时高达200 uM，即10.4 mg/ml，这个量真是很高了，都可以做结晶了吧。这两个蛋白的NTF2 domain 已经有晶体结构了，然而RBD domain 还没有，有人跟进吗？要想解析RBDdomain与RNA的复合结构，需要在设计RNA上下一番功夫吧？
4. GST是二聚体。用它做蛋白表达的亲和tag的时候，有可能会导致蛋白聚集。
5. 本文S149位的磷酸化并非通过体外磷酸化实现的，而是通过突变来模拟磷酸化的。
6. 写作上，本文依然是一步一步从现象揭示本质，具有很强的逻辑性。
参考消息：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420303391
