Прогрессу в понимании роли LLPS в организации капельных органелл в клетке PIT00363 до капель жизни, или просто живых капель, мы обязаны Владимиру Николаевичу Уверскому. Он один из первых увидел в денатурированных белках основную сущность внутренне неупорядоченных молекул, которые составляют большинство гибких структур в живой клетке. Поэтому новая книга про капли жизни под редакцией В.Н. Уверского получилась весьма содержательной.

Droplets of Life: Membrane-Less Organelles, Biomolecular Condensates, and Biological Liquid-Liquid Phase Separation. Edited by: Vladimir N. Uversky. Academic Press, 2023. 720 p.

О книге. Капли жизни: безмембранные органеллы, биомолекулярные конденсаты и разделение биологических фаз жидкость-жидкость (LLP) содержат фундаментальную информацию о биофизике, биогенезе, структуре, функциях и роли безмембранных органелл. Изучение фазового разделения жидкость-жидкость привлекло большое внимание таких дисциплин, как клеточная биология, биофизика, биохимия и других, пытающихся понять, как, почему и какую роль эти конденсаты играют в гомеостазе и болезненных состояниях живых организмов. Редактор этой книги нанял группу международных экспертов, чтобы предоставить актуальный и авторитетный обзор всех аспектов, связанных с этой захватывающей областью.
В разделах представлены безмембранные органеллы (MLO) и биомолекулярные конденсаты; MLO разных размеров, форм и состава; и формирование MLO из-за разделения фаз и того, как оно может настраивать реакции, организовывать внутриклеточную среду и играть роль в клеточной приспособленности.

Ключевые особенности
• Представляет первую книгу, в которой заложены основы этой захватывающей области исследований.
• Объединяет перспективы биофизики, структурной и клеточной биологии и биохимии в одном томе.
• Под редакцией и под авторством ведущих мировых ученых
• Охватывает основные физические и биологические принципы и последствия для здоровья и болезней

Часть I: Введение в безмембранные органеллы и биомолекулярные конденсаты
ГЛАВА 1. - БИОФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ ЖИДКОСТЬ–ЖИДКОСТЬ
Б. Ю. Заславский, Л. А. Феррейра и В. Н. Уверский. с. 3 - 82
CHAPTER 1 - BIOPHYSICAL PRINCIPLES OF LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION
Boris Y. Zaslavsky, Luisa A. Ferreira and Vladimir N. Uversky. p. 3-82
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БЕЗМЕМБРАННЫХ ОРГАНЕЛЛ
Д. Л. Парра и Д. С. Либич. с. 83 - 99
CHAPTER 2 - MAJOR STRUCTURAL FEATURES OF MEMBRANE-LESS ORGANELLES
George L. Parra and David S. Libich. p. 83-99
ГЛАВА 3. БИОХИМИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНО - БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ: БЕЛКОВАЯ СТОРОНА РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ, БЕЗМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ И БИОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОНДЕНСАТЫ
В. Н. Уверский. с. 101 - 132
CHAPTER 3 - BIOCHEMICAL AND STRUCTURAL BIOLOGY ASPECTS OF LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION: PROTEIN SIDE OF LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION, MEMBRANE-LESS ORGANELLES, AND BIOMOLECULAR CONDENSATES
Vladimir N. Uversky. p. 101-132
ГЛАВА 4. БИОХИМИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНО - БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ БЕЛКАМИ И РНК
Л. Р. Гансер, Н. А. Джаджа и С. Мён. с. 133 - 155
CHAPTER 4 - BIOCHEMICAL AND STRUCTURAL BIOLOGY ASPECTS OF LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION: AN INTERPLAY BETWEEN PROTEINS AND RNA
Laura R. Ganser, Nathalie A. Djaja and Sua Myong. p. 133-155
ГЛАВА 5. РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ И БИОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОНДЕНСАТЫ В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ КЛЕТКИ
В. Н. Уверский. с. 157 - 172
CHAPTER 5 - LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION AND BIOMOLECULAR CONDENSATES IN CELL QUIESCENCE
Vladimir N. Uversky. p. 157-172
ГЛАВА 6. - МНОГОФАЗНЫЕ СЛОЖНЫЕ КАПЛИ
Э. Спруйт. с. 173 - 204
CHAPTER 6 - MULTIPHASE COMPLEX DROPLETS
Evan Spruijt. p. 173-204
ГЛАВА 7. МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И АНАЛИЗА LLP И MLO
Ю. А. Антифеева, А. В. Фонин, ... И. М. Кузнецова. с. 205 - 231
CHAPTER 7 - TECHNIQUES FOR THE DETECTION AND ANALYSIS OF LLPS AND MLOS
Iuliia A. Antifeeva, Alexander V. Fonin, ... Irina M. Kuznetsova. p. 205-231
ГЛАВА 8. РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКЕ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ ЖИДКОСТЬ–ЖИДКОСТЬ IN VITRO
С. Г. Паттанашетти, А. Джоши, ... С. Мухопадхьяй. с. 233 - 249
CHAPTER 8 - GUIDELINES FOR EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION IN VITRO
Swastik G. Pattanashetty, Ashish Joshi, ... Samrat Mukhopadhyay. p. 233-249
ГЛАВА 9. РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ ПРИ ЗАРОЖДЕНИИ ЖИЗНИ
Хелен Гринвуд Хансма. с. 251 - 268
CHAPTER 9 - LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION AT THE ORIGINS OF LIFE
Helen Greenwood Hansma. p. 251-268

Часть II: Биология безмембранных органелл
ГЛАВА 10. ИЗВЕСТНЫЕ ТИПЫ БЕЗМЕМБРАННЫХ ОРГАНЕЛЛ И БИОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОНДЕНСАТОВ
Э. Л. Дарлинг и В. Н. Уверский. с. 271 - 335
CHAPTER 10 - KNOWN TYPES OF MEMBRANE-LESS ORGANELLES AND BIOMOLECULAR CONDENSATES
April L. Darling and Vladimir N. Uversky. p. 271-335
ГЛАВА 11. - МЕХАНИЗМЫ АКТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ БИОГЕНЕЗА LPS И MLO
А. Х. Фернандес-Альварес, М. Г. Томас, ... Г. Л. Боккаччо. с. 337 - 373
CHAPTER 11 - ACTIVE REGULATION MECHANISMS OF LLPS AND MLOS BIOGENESIS
Ana Julia Fernández-Alvarez, María Gabriela Thomas, ... Graciela Lidia Boccaccio. p. 337-373
ГЛАВА 12. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ MLO С КЛАССИЧЕСКИМИ МЕМБРАНОСВЯЗАННЫМИ ОРГАНЕЛЛАМИ.
С. Сасидхаран, Н. Наг, ... П. Саудагар. с. 375 - 395
CHAPTER 12 - INTERACTIONS AND INTERPLAY OF MLOS WITH CLASSICAL MEMBRANE-BOUND ORGANELLES
Santanu Sasidharan, Niharika Nag, ... Prakash Saudagar. p. 375-395
ГЛАВА 13. - ВНУТРЕННЕ НЕУПОРЯДОЧЕННЫЕ ОБЛАСТИ: ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ СБОРКИ БИОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОНДЕНСАТОВ
А. Патнэм и Д. Сейду. с. 397 - 430
CHAPTER 13 - INTRINSICALLY DISORDERED REGIONS: A PLATFORM FOR REGULATED ASSEMBLY OF BIOMOLECULAR CONDENSATES
Andrea Putnam and Geraldine Seydoux. p. 397-430
ГЛАВА 14. - MLO И КОНТРОЛЬ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПУТЕЙ
Х. Аракава. с. 431 - 446
CHAPTER 14 - MLOS AND CONTROL OF METABOLIC PATHWAYS
Hirofumi Arakawa. p. 431-446
ГЛАВА 15. – LLPS И РЕГУЛЯЦИЯ ТРАНСМЕМБРАННОЙ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ
С. Нестеров, Н. Ильинский и В. Н. Уверский. с. 447 - 460
CHAPTER 15 - LLPS AND REGULATION OF TRANSMEMBRANE SIGNALING
Semen Nesterov, Nikolay Ilyinsky and Vladimir N. Uversky. p. 447-460
ГЛАВА 16. РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ ВО ВНУТРИЯДЕРНЫХ ПРОЦЕССАХ НА ОСНОВЕ ХРОМАТИНА
В. Ш. Нг, Х. Зилафф и З. У. Чжао. с. 461 - 483
CHAPTER 16 - PHASE SEPARATION IN CHROMATIN-BASED INTRANUCLEAR PROCESSES
Woei Shyuan Ng, Hendrik Sielaff and Ziqing Winston Zhao. p. 461-483
ГЛАВА 17. – MLO ЗАСТОЙ (STASIS): РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ И БИОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОНДЕНСАТЫ В КЛЕТОЧНОЙ КОНКУРЕНЦИИ, ФИТНЕСЕ И СТАРЕНИИ
В. Н. Уверский. с. 485 - 504
CHAPTER 17 – MLO STASIS: LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION AND BIOMOLECULAR CONDENSATES IN CELL COMPETITION, FITNESS, AND AGING
Vladimir N. Uversky. p. 485-504
ГЛАВА 18. СТРЕСС, БЕЗМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ И РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ
Клэр Л. Риггс и П. Иванов. с. 505 - 529
CHAPTER 18 - STRESS, MEMBRANELESS ORGANELLES, AND LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION
Claire L. Riggs and Pavel Ivanov. p. 505-529
ГЛАВА 19. - РОЛЬ ФАЗОВОГО РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНДЕНСАТОВ В АУТОФАГИИ
Нобуо Н. Нода. с. 531 - 543
CHAPTER 19 - ROLES OF PHASE SEPARATION AND CONDENSATES IN AUTOPHAGY
Nobuo N. Noda. p. 531-543
ГЛАВА 20. - ФАЗА ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ ПРИ АНГИДРОБИОЗЕ
Бретт Дженис и Майкл А. Мензе. с. 545 - 555
CHAPTER 20 - LIQUID–LIQUID PHASE IN ANHYDROBIOSIS
Brett Janis and Michael A. Menze. p. 545-555
ГЛАВА 21. - БИОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОНДЕНСАТЫ РАСТЕНИЙ
Сунита Патхак и Люсия С. Стрейдер. с. 557 - 565
CHAPTER 21 - PLANT BIOMOLECULAR CONDENSATES
Sunita Pathak and Lucia C. Strader. p. 557-565
ГЛАВА 22. - КАПЛИ ЖИЗНИ: РОЛЬ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ В РЕПЛИКАЦИИ И КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИИ ВИРУСА
Джулия Пеше, Стефания Брокка, ... В. Н. Уверский. с. 567 - 615
CHAPTER 22 - DROPLETS OF LIFE: ROLE OF PHASE SEPARATION IN VIRUS REPLICATION AND COMPARTMENTALIZATION
Giulia Pesce, Stefania Brocca, ... Vladimir N. Uversky. p. 567-615

Часть III: Патологические роли LLPS
ГЛАВА 23. РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ
Раза Хайдер, Соломия Бойко и Витольд К. Суревич. с. 619 - 650
CHAPTER 23 - LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION IN NEURODEGENERATIVE DISEASES
Raza Haider, Solomiia Boyko and Witold K. Surewicz. p. 619-650
ГЛАВА 24. НОВЫЕ РОЛИ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ И БЕЗМЕМБРАННЫХ ОРГАНЕЛЛ В РАЗВИТИИ РАКА
Хао Цзян и П. Тодд Штукенберг. с. 651 - 662
CHAPTER 24 - EMERGING ROLES OF LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION AND MEMBRANELESS ORGANELLES IN CANCER PROGRESSION
Hao Jiang and P. Todd Stukenberg. p. 651-662
ГЛАВА 25. РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ, БЕЗМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ И БИОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОНДЕНСАТЫ ПРИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ
В. Н. Уверский. с. 663 - 679
CHAPTER 25 - LIQUID–LIQUID PHASE SEPARATION, MEMBRANE-LESS ORGANELLES, AND BIOMOLECULAR CONDENSATES IN CARDIOVASCULAR DISEASE
Vladimir N. Uversky. p. 663-679
ГЛАВА 26. - РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ И ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ
В. Н. Уверский. с. 681 - 698
CHAPTER 26 - PHASE SEPARATION AND INFECTIOUS DISEASES
Vladimir N. Uversky. p. 681-698
Предметный указатель. с. 699 – 714
Index. p. 699-714

Капельные органеллы, рассмотренные в статье [Li2012] и обзоре [Courchaine2016] - это, пожалуй, и есть капельные сборки, о которых мы не раз говорили.

Почти 3 месяца спустя возвратимся сюда для подробного чтения, т.к. появилась статья [Smith2016], где активно используется [Courchaine2016] для обоснования и объяснение экспериментов. Стало понятно, что работа [Courchaine2016] является классикой, где клеточные сборки рассматриваются на языке разделения фаз жидкость-жидкость или LLPS. [Smith2016] начинает текст статьи фразой: «РНК гранулы образуются концентрирующей сборкой РНК и РНК-связывающих белков, которые формируют гранулы (капли) без ограничивающей мембраны в цитоплазме или нуклеоплазме клеток [Courchaine2016]. РНК гранулы вездесущие клеточные структуры. Несколько классов цитоплазматических гранул РНК были описаны, в том числе стрессовые гранулы, P тельца, гранулы в нейронах и зародышевые гранулы».

Полезен глоссарий из [Courchaine2016].
Многие из терминов, используемых в современной литературе имеют значения, которые совмещаются или ссылаются на тонкие различия между понятиями. Здесь мы предлагаем классические определения для этих терминов и комментарии по их использованию.

Разделение фаз жидкость-жидкость (LLPS)
Это явление, при котором растворенные вещества самопроизвольно отделяются в несмещивающуюся жидкую фазу, "висящую" в объеме растворителя. Обычно растворенное вещество представляет собой гибкую полимерную цепь, но этот термин также применяется к биологических макромолекулам, которые не могут иметь гибко-цепную третичную структуру.

Домены низкой сложности (LCD)
Это область в белке, который содержит избыточно представленные (перепредставленные) подмножества аминокислот в первичной последовательности. Часто это происходит как повторение мотива, но повторы не является обязательным требованием.

Внутренне разупорядоченные области (IDRs)
Эти белковые домены, часто содержащие последовательности низкой сложности, которые, как представляется, не имеют четко определенной вторичной и третичной структуры. Некоторые углубленные рассмотрения были сделаны экспериментально, в то время как другие примеры выводятся и могут быть структурированы в некоторых контекстах (здесь контекст в смысле первичной структуры белка).

Капелька
Это сферическая морфология жидкости адаптирована фазовым разделением макромолекул в растворе. Капельки имеют измеримые поверхностное натяжение и вязкость. Молекулярные компоненты диффундируют в них и могут обмениваться с объемом растворителя.

Гидрогель
Это гидратированный матрица, образованная поперечно сшитыми белковыми полимерами. Эти полимеры лучше рассматривать в качестве стабильных коллоидных частиц твердого вещества, суспендированного в воде.

Агрегаты
Это твердое образование состоит из белков, которые осаждаются из раствора. Осаждение происходит потому, что вода исключается из макромолекулярных взаимодействий в той степени, что удельная плотность масса белка больше плотности растворителя.

Амилоид
Это класс белков в совокупности характеризущихся полурегулярной структурой, образованной штабелированием бета-листов белковых мономеров в транс-положении. Они экспериментально идентифицированы характерными дифракционными рентгенограммами и окрашиванием красителем - тиофлавином Т.

Прион-подобные домены
Это область белка характеризуется последовательностью, подобной доменам прионных белков дрожжей. Их можно рассматривать как частный случай домена низкой сложности.

Не очень понятно, почему низкой сложностью называют нерегулярные случайные пространственные структуры полипептидов?

С точки зрения капельного направления разделения фаз жидкость-жидкость в больших каплях, пожалуй, стоит принять во внимание. Например, традиционные представления о равновесии микро- и макроэмульсий складывались на основе взаимодействия масла с водой и на формировании сверхнизкого поверхностного натяжения за счёт ПАВ и соПАВ (спирты). Слабо упорядоченные белки вместе с РНК образуют гранулы с другим типом фазового расслоения жидкость-жидкость и позволяют в клетке формировать гранулы микронных размеров.

{Li2012} Pilong Li, Sudeep Banjade, Hui-Chun Cheng, Soyeon Kim, Baoyu Chen, Liang Guo, Marc Llaguno et al. Phase transitions in the assembly of multivalent signalling proteins // Nature 483 (7389), 336-340 (2012). doi 10.1038/nature10879 Cited by 288

{Courchaine2016} Edward M. Courchaine, Alice Lu, and Karla M. Neugebauer. Droplet organelles? // The EMBO journal 35 (15), 1603–1612 (2016). DOI 10.15252/embj.201593517 Cited by 14

{Smith2016} Jarrett Smith, Deepika Calidas, Helen Schmidt, Tu Lu, Dominique Rasoloson, and Geraldine Seydoux. Spatial patterning of P granules by RNA-induced phase separation of the intrinsically-disordered protein MEG-3 // eLife 5, e21337 (2016). doi 10.7554/eLife.21337