在真核細胞中，通過液-液相分離（LLPS）形成的無膜結構（例如應激顆粒、P小體）可通過隔離 mRNA 來調控其儲存、翻譯或降解。
而細菌缺乏膜包裹的復雜細胞器，在細菌中，應激顆粒等無膜結構如何影響 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，武漢大學普穎穎教授團隊聯(lián)合英國約克大學Mark C. Leake團隊及北京大學白凡教授（武漢大學裴林森、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鍵無膜細胞器——aggresome（細菌應激顆粒）——通過靜電排斥機制選擇性保護 mRNA 的完整性，從而增強細菌在逆境中的生存力與復蘇效率。這一發(fā)現(xiàn)不僅深化了對細菌耐藥機制的理解，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，導致感染復發(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；當環(huán)境壓力解除后，這類休眠細胞能動態(tài)復蘇并恢復生長，成為感染復發(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，對疾病遷延與治療失敗構成持續(xù)性威脅。
該團隊之前的研究發(fā)現(xiàn)，持留菌通過液-液相分離（LLPS）形成無膜細胞器——aggresome，其動態(tài)組裝與解聚直接調控休眠深度與復蘇時序。然而，aggresome 如何精確保障細菌在應激后的快速復蘇，仍是未解之謎。
在這項最新研究中，研究團隊采用了多種方法，包括活細胞成像、聚合物物理學建模和轉錄組學，證明了在大腸桿菌中長期的應激壓力導致 ATP 耗盡，從而增加了細胞內aggresome的形成、聚集以及這些aggresome內特定 mRNA 的富集。較長的 mRNA 轉錄本在?aggresome?中積累得比在細胞質中多。質譜分析和誘變研究表明，由于其表面負電荷產生的靜電排斥作用，mRNA 核糖核酸酶被排除在aggresome之外。
利用熒光報告基因進行的實驗以及對aggresome形成的破壞表明，aggresome?內 mRNA 的儲存促進了翻譯的快速重新激活，并且與大腸桿菌在去除應激壓力后生長過程中遲緩期的縮短有關。
總的來說，這項研究表明，mRNA 在?aggresome 中的儲存有助于細菌在應激壓力下的存活和復蘇。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41564-025-02086-5
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