一种用于以接近细胞复杂度建模生物分子凝聚体的统一中等分辨率框架

生物分子凝聚体由多价生物分子的相分离形成，是细胞组织与功能的核心。本文提出一种统一的、基于物理学的中等分辨率框架，用于在接近细胞复杂度的条件下高效且定量地模拟生物分子相分离。该框架整合了 HyRes 蛋白模型和 iConNA 核酸模型，能够显式描述主要驱动力，并捕捉相变过程中潜在的瞬态局部与整体结构特征。通过对氢键、静电作用、阳离子-π相互作用和疏水作用，以及核酸碱基堆积、碱基配对和离子介导效应进行平衡表征，该框架能够准确预测60余种无序蛋白的饱和浓度（误差在十倍以内），并再现同型 RNA 凝聚体和异型蛋白-核酸凝聚体的相图。我们进一步引入由机器学习支持的细胞代谢物库 iConMetabolome，用于捕捉代谢物驱动的相分离，并再现实验证实的不同凝聚体间分配趋势。该统一平台为解析生物学与疾病中凝聚作用的机制及其调控提供了有力工具。

生物分子凝聚体由多价生物分子的相分离形成，是细胞组织与功能的核心。本文提出了一种统一的、基于物理学的中等分辨率框架，可在接近细胞复杂度的条件下，高效且定量地模拟生物分子相分离。该框架整合了 HyRes 蛋白模型和 iConNA 核酸模型，能够显式描述主要驱动力，并捕捉相变过程中所涉及的瞬态局部与整体结构特征。通过对氢键、静电作用、阳离子-π相互作用和疏水相互作用，以及核酸碱基堆叠、碱基配对和离子介导效应进行平衡建模，该框架准确预测了 60 余种无序蛋白的饱和浓度（误差在十倍以内），以及同型 RNA 和异型蛋白-核酸凝聚体的相图。我们进一步引入了由机器学习支持的细胞代谢物库 iConMetabolome，该库能够捕捉代谢物驱动的相分离现象，并再现实验中不同凝聚体之间的分配趋势。该统一平台为解析生物学与疾病中的凝聚机制及其调控提供了有力工具。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.15.751913v1?rss=1

🏷️ 生物分子凝聚体 液-液相分离 中等分辨率建模 蛋白质-核酸相互作用 分子模拟 机器学习