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  基于液-液相分離（LLPS）產生的無膜凝聚液滴是構建區室化的一種重要方法。最近研究表明，像蒸發這樣的自然過程可以形成微區室，并將生物分子與外部環境隔絕。這些凝聚液滴不僅是現代細胞多層級結構的關鍵基礎，而且可能在原始細胞的形成中發揮重要作用。它們可以充當能夠濃縮RNA分子的無膜隔室，那么如何維持基于凝聚液滴的原始細胞的多層級結構，對于它們作為組織樞紐的功能十分重要。在該項工作中，利用蒸發中毛細流動在液滴內形成的流場駐點，防止凝聚液滴相互接觸，從而阻礙它們之間的融合，達到維持凝聚液滴作為獨立區室的目的；同時蒸發觸發了多重LLPS，形成了層級結構的凝聚液滴，并能夠主動募集RNA，對RNA世界假說提供了支撐。

圖 1. 在有機物潤濕表面上自主蒸發的固著液滴示意圖

  在該項研究中，利用有機相對液滴的部分覆蓋會改變局部蒸發速率這一原理，促使液滴內的流場中形成駐點。這些駐點對于具有核殼結構凝聚液滴的形成以及之后的穩定至關重要。解釋了基于凝聚液滴的核殼隔室如何在有機物潤濕基底上無柄液滴的自發蒸發過程中的形成并維持相對穩定。此外，為驗證停滯環現象的普遍性，使用了其他方案來阻礙液滴邊緣的蒸發。例如，當固著液滴在凹坑內蒸發時，也會觀察到類似的現象。這些結構類似于封裝細胞內細胞器的真實細胞。最后證明了這些區室化的凝聚液滴可以積累RNA，為各種RNA類型的優先分配及其有組織的生化反應提供基礎。

  該項研究結果揭示了自發蒸發與多重分離型與締合型LLPS之間相互作用的現象。更重要的是，實驗中的液滴在有機物潤濕表面上自主蒸發，不需要復雜的手動干預和設計，就能夠實現模擬現實場景下構建和維持具有復雜細胞結構的凝聚液滴細胞模型。該工作第一作者為深圳大學助理教授齊成，共同通訊作者為深圳大學副教授劉洲和孔湉湉。

  作者簡介：劉洲，深圳大學化學與環境工程學院特聘研究員、博導。主要從事微流控技術、流體物理、軟物質材料等方面的研究，在Nature Communications、Angewandte Chemie、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、ACS Nano等研究領域重要期刊上發表論文50余篇。所獲榮譽包括日內瓦國際發明展銀獎、中國化學學會基礎研究二等獎、深圳市優青、深圳市高層次人才計劃B類，擔任中國化工學會微化工專委會青年委員等職務。

  論文信息：C. Qi, X. Ma, Q. Zeng, Z. Huang, S. Zhang, X. Deng, T. Kong*, Z. Liu*, Multicompartmental coacervate-based protocell by spontaneous droplet evaporation, Nature Communications, 15 (2024) 1107.

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45411-y

  下載：Dynamically Modulating the Dissymmetry Factor of Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence from Soft Helical Superstructures