Nature | 方晓峰团队发现细胞水势感受器——细胞能通过“水势依赖的生物大分子相分离”直接感知细胞水状态变化

背景：水是生命的基本要素，植物在干旱、高盐等逆境胁迫下，细胞内的“可利用水”会减少。尽管已知细胞能感知渗透压变化，但细胞是否能直接感知“水本身”的变化（即水势）一直缺乏答案。研究目的：清华大学方晓峰团队旨在探索细胞是否拥有直接感知水势变化的分子机制。他们提出假设，细胞可能通过“生物大分子凝聚”这一物理过程来直接响应水势变化。结论：2026年5月27日，研究在Nature发表。通过利用重水（D₂O）解耦水合效应，团队鉴定到核定位蛋白SAM8。该蛋白具有异常强的亲水性，其周围厚水合层在水分充足时阻止其聚集；当水势下降时，水合层减弱，触发SAM8相分离形成凝聚体。SAM8凝聚后选择性招募RNA出核运输因子，滞留下游mRNA，进而重编程翻译程序：抑制生长相关基因、增强抗逆相关基因。缺失SAM8或相分离能力的植物对缺水胁迫更敏感。该研究首次揭示细胞可通过“水势依赖的生物大分子相分离”直接感知水状态变化，为理解环境感知提供了不依赖经典“化学信号”的新物理框架，并提示重水可作为研究“水合生物学”的新工具。