生物大分子凝聚物（BMCs）是一类动态有序的生物物理学系统，参与基因转录、染色体组织、细胞分裂、肿瘤发生和衰老等生物过程，受到多种内外因素的精密调控。最近，利用合成生物学方法对BMCs进行从头合成，不仅为解析天然BMCs的构造规律提供了机会，而且，这些合成的BMCs（SBMCs）通过相分离调控，巧妙地模拟了天然BMCs的自组装和动态过程，在染色体结构、神经退行性疾病、生物制造等研究领域中展现了巨大的潜力。文章从以下几方面综述了国内外的最新研究进展。
一、BMCs构造的基本原则：探讨了相分离中的多价相互作用在驱动蛋白相分离中的关键作用，如多价基序、多价交互作用以及序列特征等。这些特征使蛋白能够形成动态、可逆转的BMCs，发挥细胞中重要的生理功能。
图2. 光控相分离示意图
三、应用领域：展示了SBMCs在染色体结构研究、神经退行性疾病分析、生物制造研究、人工细胞设计和药物传递等领域的广泛应用。这些应用为深入了解生物学过程、疾病发生机制以及生物医学领域的创新提供了重要平台。
SBMCs在染色体结构研究中的应用：染色体的组织对基因表达和稳定性至关重要。Polycomb suppressicomplex 1（PRC1）是一种染色质修饰复合物，参与维持染色质的抑制状态。Clifford Brangwynne团队通过Corelets系统设计了一种光激活的多组分PRC1凝聚物，阐明了PRC1在染色质致密化中的机制。这项研究为染色体结构研究提供了理想的实验平台。
SBMCs在神经退行性疾病分析中的应用：研究显示，神经退行性疾病（如肌萎缩侧索硬化症）的病理表现多以TDP-43蛋白病变积累为特征，为了了解TDP-43积聚的机制，Christopher Donnelly使用optoDroplets系统精确控制TDP-43凝聚体的形成，揭示了其在病理特征中的重要机制。
图3. SBMCs在生物技术、生物医学和生物制造中的应用
这些最新研究成果为我们揭示了生物大分子凝聚体的奥秘，为合成生物学领域的发展提供了新的视角和方法。这些创新将进一步推动生命科学领域的发展，为未来的科学研究和医学应用带来更多可能性。
