在真核細(xì)胞中，通過液-液相分離（LLPS）形成的無膜結(jié)構(gòu)（例如應(yīng)激顆粒、P小體）可通過隔離 mRNA 來調(diào)控其儲存、翻譯或降解。
而細(xì)菌缺乏膜包裹的復(fù)雜細(xì)胞器，在細(xì)菌中，應(yīng)激顆粒等無膜結(jié)構(gòu)如何影響 mRNA 的動態(tài)變化以及它們的功能作用，目前尚不明確。
2025 年 8 月 19 日，武漢大學(xué)普穎穎教授團(tuán)隊聯(lián)合英國約克大學(xué)Mark C. Leake團(tuán)隊及北京大學(xué)白凡教授（武漢大學(xué)裴林森、鮮雨珈、閆曉丹等為共同第一作者），在 Nature 子刊Nature Microbiology上發(fā)表了題為：Aggresomes protect mRNA under stress in Escherichia coli的最新研究論文。
該工作首次揭示了大腸桿菌持留菌的關(guān)鍵無膜細(xì)胞器——aggresome（細(xì)菌應(yīng)激顆粒）——通過靜電排斥機(jī)制選擇性保護(hù) mRNA 的完整性，從而增強(qiáng)細(xì)菌在逆境中的生存力與復(fù)蘇效率。這一發(fā)現(xiàn)不僅深化了對細(xì)菌耐藥機(jī)制的理解，也為靶向持留菌的新型抗菌策略提供了理論突破口。
持留菌（Persisters）是細(xì)菌群體中因休眠而耐受抗生素的小亞群，可逃逸宿主免疫清除，導(dǎo)致感染復(fù)發(fā)與慢性遷延。持留菌的核心特征在于其獨特的生存策略：它們通過進(jìn)入深度休眠狀態(tài)顯著降低代謝活性，從而逃避抗生素的殺傷；當(dāng)環(huán)境壓力解除后，這類休眠細(xì)胞能動態(tài)復(fù)蘇并恢復(fù)生長，成為感染復(fù)發(fā)的潛在源頭；臨床上，持留菌至少與 20% 的慢性感染密切相關(guān)，對疾病遷延與治療失敗構(gòu)成持續(xù)性威脅。
該團(tuán)隊之前的研究發(fā)現(xiàn)，持留菌通過液-液相分離（LLPS）形成無膜細(xì)胞器——aggresome，其動態(tài)組裝與解聚直接調(diào)控休眠深度與復(fù)蘇時序。然而，aggresome 如何精確保障細(xì)菌在應(yīng)激后的快速復(fù)蘇，仍是未解之謎。
在這項最新研究中，研究團(tuán)隊采用了多種方法，包括活細(xì)胞成像、聚合物物理學(xué)建模和轉(zhuǎn)錄組學(xué)，證明了在大腸桿菌中長期的應(yīng)激壓力導(dǎo)致 ATP 耗盡，從而增加了細(xì)胞內(nèi)aggresome的形成、聚集以及這些aggresome內(nèi)特定 mRNA 的富集。較長的 mRNA 轉(zhuǎn)錄本在?aggresome?中積累得比在細(xì)胞質(zhì)中多。質(zhì)譜分析和誘變研究表明，由于其表面負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電排斥作用，mRNA 核糖核酸酶被排除在aggresome之外。
利用熒光報告基因進(jìn)行的實驗以及對aggresome形成的破壞表明，aggresome?內(nèi) mRNA 的儲存促進(jìn)了翻譯的快速重新激活，并且與大腸桿菌在去除應(yīng)激壓力后生長過程中遲緩期的縮短有關(guān)。
總的來說，這項研究表明，mRNA 在?aggresome 中的儲存有助于細(xì)菌在應(yīng)激壓力下的存活和復(fù)蘇。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41564-025-02086-5
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