https://doi.org/10.1101/2025.05.15.653974
요약
- 본 논문은 생명 전반(Pan-life)에 걸쳐 나타나는 액-액 상분리(LLPS) 현상을 체계적으로 통합하고 분석하는 PhaseHub라는 데이터베이스를 소개합니다.
- PhaseHub는 수천 개 생물종에서 관측된 응축체 정보(위치, 기능, 물리적 성질 등)를 수집하여, 다양한 상분리 패턴과 생물학적 역할을 비교·분석할 수 있도록 구성되어 있습니다.
- 기존 데이터베이스들이 생물종이나 조건에 따라 단편적으로 정보를 제공하던 한계를 극복하며, phase behavior와 관련된 단백질들의 분류와 시각화를 가능하게 합니다.
- 특히 상분리 가능성과 특성을 sequence-level annotation, prediction tool, functional ontology 등의 방식으로 통합하여, 구조-기능 연관성을 파악하는 데 도움을 줍니다.
- 이 도구는 질병 관련 단백질의 상분리 행동을 예측하거나, 진화적으로 보존된 phase module을 발견하는 데 유용하며, 연구자들이 새로운 상분리 단백질을 탐색하는 데 기여할 수 있습니다.
Abstract
Macromolecular condensation is crucial in biological signaling pathways that regulate development and adaptation processes. However, lacking conserved residues in disordered region of condensate proteins hampers alignment-based analyses of their evolutionary trajectory. To gain a comprehensive overview of phase-separating protein evolution across the Tree of Life, we analyzed phase-separating proteins of proteomes from 1,106 species. Eukaryotes and prokaryotes showed high contrast in need for phase-separating proteins and with a clear genome size-dependent correlation. Evolutionary success appears to hinge on the balance between functional condensation and avoiding harmful aggregation-prone biophysical signatures, such as certain amino acid homorepeats embedded in molecular grammar. We also identified potential phase separation-regulated signaling hubs across kingdoms by integrating phase-separation-positive proteins with protein abundance and interactome data across four model eukaryotic species. Consequently, we created PhaseHub (https://phasehub.sbs.ntu.edu.sg/), a user-friendly interface that explores key scaffold proteins and binders to pinpoint associated partners and potential multicomponent phase separation hubs.
Teaser Analyse phase separation behavior of 1,106 species across kingdoms on proteome level reconstruct the evolutional history of protein condensation.