他叫郭昊天，是一位复旦校友。年，他结束留学生涯回国发展。而在年9月，其担任一作兼通讯的论文，终于在Cell发表。

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郭昊天（来源：郭昊天）

具体而言，他和合作者开发了一套新技术，通过人工设计的合成RNA——TranscriptionallyEngineeredAddressableRNASolvents(TEARS)，可以在细菌中从头构建无膜细胞器，实现微米尺度的空间控制。

利用这样的技术，可以解答了很多重要的基础科学问题，并具备大量的潜在应用前景。

在应用上，其一可以在生物合成领域进行应用，用来生产高附加值化学品。这个方向目前来看，是落地最快的。

郭昊天所创办的小熊猫生物已经开始提供相关服务。他说：“9月底论文发表时，我们也同时发布了工具包‘TEAR-2’。”

其二则和药物筛选有关，即针对LLPS进行药物设计和优化，对于神经退行性疾病等也许会有“奇效”。

但是，由于LLPS领域本身就是交叉学科，再加上工程改造和药物筛选，导致复合进入壁垒过高。所以目前只在海外有几家公司，郭昊天自己也在探索这个方向，目前还处于研发阶段。

空间尺度的结构与控制，是整个生物学最底层的话题之一。一个细胞里面有几十万到几百万种不同的分子，这些生理活动能够维持高效而不会乱套的一个重要原因，就是细胞在空间尺度上存在大量的自组织。

其中，纳米尺度相对比较简单，就是生物大分子的组装。我们经常会在看到一些蛋白质或者核酸，它们自己没有催化活性，只是充当个脚手架的作用。

这个尺度上的组织，大家都已理解得比较透彻。10年前，合成生物学领域就有三篇里程碑工作，分别是用蛋白质、RNA、DNA做材料实现syntheticscaffold。

郭昊天表示：“其中RNA的工作是我们在巴黎的Lindner课题组和哈佛大学Silver课题组一起做的，年发表在Science封面论文。另外两个工作分别是Keasling和Jerala课题组完成的，也都是资深团队发表的论文。”

更高级别的组织需要通过细胞区室化，也就是细胞器来实现。从酵母到人，所有的真核生物都有一套高度相似而保守的细胞器，很多都有上百年的发现历史，几乎和细胞生物学本身一样古老。

在生命科学里，很多重大问题都跟细胞器有关。比如，如果我们想理解真核生物的起源，首先就要回答细胞器是如何形成的。

如果细胞器出了问题，就会引起非常多严重的遗传疾病。举例来说，真核细胞中心法则的整个过程，从DNA到RNA到蛋白质的信息传递，所有过程都涉及到细胞器活动。

细胞器对于生物制造业也非常重要，比如最近10年生物合成领域的几个重要工作，都使用细胞器定位的相关技术。原因在于阿片、托品烷生物碱、长春花碱等高附加值化学品合成途径中，很多酶必须放在不同细胞器环境里才能有功能。

但是，细菌中没有与之相当的细胞器。截止今天，人们也只在少量物种中发现了一些几十到几百纳米尺度的微区室，结构、性质和功能都截然不同。

那么，如果我们能够仿照真核细胞，在细菌中合成细胞器的话，不论对于基础研究还是应用研究，其重要性都不言而喻。

郭昊天说：“从十几年前入行开始，就陆陆续续地听说过有不下几十个团队尝试过在细菌内合成细胞器，基本上结果都不理想。归根结底，我们对细胞器的生物发生过程不够了解。”

如果在电子显微镜下观察真核细胞中的细胞，我们就能看到有的细胞器是由膜结构形成边界的，还有一些是无膜的。

虽然有膜细胞器是我们讨论最多的、研究最多的结构，但是直到今天我们也没完全研究清楚它们是怎么产生的。

而现在对于无膜细胞器的发生机制，人们相对更清楚一些。从年开始，学界逐渐发现是通过“液-液相分离”（LLPS，Liquid-liquidphaseseparation）的物理过程形成的，而最近几年LLPS也变得异常火热起来。

此次郭昊天设计的TEARS，是一种模块化的架构。这些RNA可以在细菌内部，通过LLPS的方式形成一个微米尺度的区室，同时还能特异性地透过指定的生物大分子，从而实现和真核生物无膜细胞器相当的结构和功能。

过去，由于真核生物过于复杂且难以控制，很多基础科学问题我们只能纸上谈兵。现在这些问题就可以通过控制细菌内的TEARS，来进行实验验证。

而在应用层面，只有真核细胞的参与才能实现的各种生理过程、代谢网络，我们也可以尝试使用TEARS来进行重构和优化。

（来源：Cell）

不只是技术突破，还解答了领域内的重要问题

首先，大量研究显示，真核细胞里参与LLPS的蛋白质在细菌里会形成蛋白质的固态聚集体，那么细菌内部能不能形成类似真核的LLPS？

郭昊天指出：“我们年第一次向同行介绍这项工作的早期成果的时候，大家其实都还没有在细菌里观察过LLPS，这个机制能不能在细菌内成立都是存疑的。

直到从年开始，才逐渐有报道说细菌内也有LLPS。”而现在，通过合成生物学的方法，他和合作者提供了一个非常强有力的证据支撑。

其次，什么样的分子能够实现LLPS？之前几乎所有相关论文报道的都是蛋白质，而此次工作提供了非常强的证据，即RNA核酸分子本身无需任何蛋白质，在生理活性下也可以实现LLPS，这将极大地拓宽无膜细胞器这个领域的研究范围。

近日，相关论文以《用可定位的相分离RNA对大肠杆菌空间改造》（SpatialengineeringofE.coliwithaddressablephase-separatedRNAs）为题发表在Cell上，郭昊天担任一作兼通讯，医院巴黎交叉科学研究院主任埃瑞尔·B.林德纳（ArielB.Lindner）为共同通讯作者。

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相关论文（来源：Cell）

“三位审稿人看到我们使用TEARS在基础研究、代谢工程、遗传工程等各个方向的应用，都认为这项技术会成为生物工程、合成生物学等领域非常重要的一项工具。”郭昊天表示。

论文获Nature子刊青睐

据郭昊天介绍：“该项目最开始是年我们的一个iGEM比赛项目，算是个多方巧合的结果。我们研究中心受到欧莱雅家族基金会的支持，从年开始每年会组建学生队伍ParisBettencourt参加iGEM比赛。”

这支队伍在年拿过冠军，数次入围Finalist，是全世界成绩最好的队伍之一。年，该比赛原计划“休息”一年，但是学生们特别想参加比赛。

“我就在6月份被临危受命安排去做指导。正巧当时RonVale课题组刚在Nature上发表了一篇论文，介绍亨廷顿舞蹈症等神经退行性疾病的RNA在细胞核内会形成凝聚态聚集体，”郭昊天表示。

其导师ArielLindner教授在蛋白质聚集体领域做过很多代表性工作，而郭昊天又在做RNA相关研究，和Vale课题组也有过合作，所以他们很快就

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