子科生物報道：細胞內蛋白質、核酸等生物大分子可通過液-液相分離（LLPS）形成液滴樣無膜結構，為各種生命活動提供區室化反應空間，提高各種生化反應效率。LLPS受多價弱相互作用驅動，這類作用力來自于蛋白內在無序區（IDR）/類朊病毒病序列（PrLD）、支架DNA或RNA分子。長鏈非編碼RNA（Long non-coding RNA, LncRNA）可作為支架分子促進和維持無膜結構的形成，對基因轉錄等重要生物學事件發揮調控作用，如應激時神經元細胞中LncRNA NEAT1可與TDP-43共定位并促進TDP-43蛋白的相分離，使TDP-43在細胞應激時在細胞核內形成具有細胞保護功能的無膜、液滴狀、動態可逆的核顆粒。

目前研究證明LncRNA在細胞信號調控中發揮重要調控功能。浙江大學林愛福等課題組在內的一系列前期研究，發現細胞膜脂結合LINK-A促進了細胞質膜PIP3-AKT信號轉導，細胞質CamK-A介導了Ca2+信號與NF-κB信號交互，細胞核BCAR4介導了Hedgehoge-Hippo信號轉錄協同，此外，林愛福團隊近期在Nature Metabolism發表論文，通過建立細胞器免疫親和純化體系，繪制了細胞器LncRNA圖譜，并從中揭示了線粒體LncRNA GAS5介導三羧酸循環代謝區室解離中的重要調控作用。深入闡明細胞質LncRNAs調控細胞信號轉導的作用方式和機理機制，將豐富人們對細胞信號轉導的認知，為揭示腫瘤等惡性疾病發生提供理論指導和臨床借鑒。

2021年7月15日，浙江大學生命科學學院林愛福課題組在Cell Research雜志在線發表題為“A Phosphatidic Acid-binding LncRNA SNHG9 Facilitates LATS1 Liquid-liquid Phase Separation to Promote Oncogenic YAP Signaling"的研究論文。該研究發現磷脂酸結合型LncRNA SNHG9通過調控Hippo信號節點激酶LATS1相分離，繼而調控YAP腫瘤信號活化和腫瘤發生發展。該文闡明了細胞質LncRNA通過介導節點激酶分子相分離以調控細胞信號轉導的新機制，為腫瘤診治提供理論依據和潛在靶標。

該研究通過轉錄組測序和生信分析，發現了一系列在乳腺癌中高表達的LncRNAs，其中SNHG9（small nucleolar RNA host gene 9）表達顯著上調，提示SNHG9可能參與乳腺癌的惡性進展。通過RNA pulldown和Lipid dot blot等實驗發現，SNHG9可與磷脂酸（Phosphatidic acid，PA）和Hippo節點激酶LATS1直接結合, PA結合SNHG9可進一步抑制LATS1-MOB1復合體的形成，繼而下調LATS1激酶活性和YAP磷酸化水平，從而促進YAP靶基因的轉錄和乳腺癌細胞增殖。

在借助免疫熒光觀察SNHG9過表達細胞系中LATS1蛋白亞細胞定位時，研究人員發現與蛋白發生相分離形成的斑點類似，LATS1蛋白在細胞質中形成液滴狀的的亮斑，提示LATS1在該條件下可能發生了液-液相分離。通過生物信息學分析LATS1蛋白的氨基酸序列，發現LAST1的N端含有PrLD序列，進一步支持了LATS1可能發生液-液相分離的猜想。研究人員截取已報道的可發生相分離蛋白的內部無序區（IDR），置換到LATS1的PrLD序列，發現截去PrLD的LATS1不能發生相分離，而置換其它蛋白IDR恢復了LATS1蛋白的相分離能力，證實PrLD序列介導了LATS1蛋白發生相分離。以此為突破口，研究人員通過一系列分子生化實驗，證實SNHG9可通過促進LATS1相分離來抑制LATS1的激酶活性。

綜上，該研究提出了SNHG9參與Hippo信號轉導的工作模型：PA結合的SNHG9與LATS1形成復合物，阻止MOB1和LATS1互作、抑制LATS1的激酶活性；另一方面，LATS1蛋白的PrLD序列可驅動LATS1相分離的發生，SNHG9則作為支架招募LATS1蛋白聚集并提高LATS1蛋白的局部濃度、促進LATS1相分離的發生并抑制其激酶活性，從而促進YAP的入核和轉錄活性。該研究揭示了SNHG9-LATS1-PA通過液-液相分離機制調控Hippo信號通路和乳腺癌的發生發展，有助于更好地理解液-液相分離參與信號轉導和疾病發生發展的作用和機制，并為癌癥等人類重大疾病診治提供了新靶標。

該研究得到國家自然科學基金委、浙江大學等項目大力支持。浙江大學生命科學學院林愛福研究員為該文通訊作者。浙江大學博士生李瑞花、葛起偉與中山大學田甜博士為該文的共同第一作者。值得一提的是，葛起偉同學在LATS1相分離現象的發現和相關實驗體系的建立中做出了積極貢獻。