journal article·2025-10Open access

A Molecular Recruitment Colocalization Platform for Visualizing Multi‐Protein Interactions and Engineering Biomolecular Condensates in Living Cells

Lei Peng, Yu Hou, Yan Zhao, Jing‐Ya Tang, Liu Song, Bo Peng, Min Li, Dian‐Bing Wang, Xian‐En Zhang

Advanced Science· Volume 12· Issue 37

Abstract

Abstract Visualizing dynamic protein–protein interactions (PPIs) and phase‐separated biomolecular condensates in live cells is crucial for understanding cellular processes. Here, a method is introduced for analyzing both PPIs and condensates, termed molecular recruitment colocalization (MRC), which localizes interacting partners and generates fluorescent signals at designated genomic loci. MRC enables the simultaneous visualization of multi‐protein interactions and the preliminary estimation of binding affinities during PPIs. Through MRC, the study can quickly discover and validate new proteins or structural domains capable of forming condensates and can also integrate PPIs to study condensates. Furthermore, the versatility of MRC is demonstrated in phase‐separated condensates research: programming phase separation sites to study the interactions and behaviors between different condensates, recruiting target proteins into programmable condensates, obtaining the properties of diverse engineered condensates, and probing the physical properties of condensates within live cells. Therefore, MRC can become a versatile platform for studying both PPIs and biomolecular condensates.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: RNA Research and Splicing · Genomics and Chromatin Dynamics · RNA and protein synthesis mechanisms

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institute of Biophysics Chinese Academy of Sciences Beijing 100101 China

College of Life Sciences Guizhou Normal University Guiyang 550025 China

State Key Laboratory of Hybrid Rice, Hunan Hybrid Rice Research Center Hunan Academy of Agricultural Sciences Changsha 410125 China

Faculty of Synthetic Biology Shenzhen University of Advanced Technology Shenzhen 518107 China

Funding

National Key Research and Development Program of China

References (76)

Show source-provided references
1. 10.1038/nbt89610.1038/nbt896 ↗
2. 10.1038/nmeth84110.1038/nmeth841 ↗
3. 10.1038/nmeth.122910.1038/nmeth.1229 ↗
4. 10.1016/S1097-2765(02)00496-310.1016/S1097-2765(02)00496-3 ↗
5. 10.1038/nbt81610.1038/nbt816 ↗
6. 10.1016/j.bios.2015.07.06910.1016/j.bios.2015.07.069 ↗
7. 10.1016/j.bbrc.2007.12.10110.1016/j.bbrc.2007.12.101 ↗
8. 10.1038/nprot.2011.38410.1038/nprot.2011.384 ↗
9. 10.7554/eLife.3241810.7554/eLife.32418 ↗
10. 10.1038/s41592-018-0005-310.1038/s41592-018-0005-3 ↗
11. 10.1016/j.copbio.2008.06.00310.1016/j.copbio.2008.06.003 ↗
12. 10.1016/j.tibs.2007.08.00310.1016/j.tibs.2007.08.003 ↗
13. 10.1146/annurev-biophys-051013-02284610.1146/annurev-biophys-051013-022846 ↗
14. 10.1038/s41467-018-03053-x10.1038/s41467-018-03053-x ↗
15. 10.1007/s11427-018-9500-710.1007/s11427-018-9500-7 ↗
16. 10.1038/nature1001610.1038/nature10016 ↗
17. 10.1021/acsnano.6b0354310.1021/acsnano.6b03543 ↗
18. 10.1021/acs.analchem.8b0266110.1021/acs.analchem.8b02661 ↗
19. 10.1073/pnas.070518110510.1073/pnas.0705181105 ↗
20. 10.1126/science.aaw915710.1126/science.aaw9157 ↗
21. 10.1126/science.117204610.1126/science.1172046 ↗
22. 10.1038/nature1087910.1038/nature10879 ↗
23. 10.1073/pnas.101715010810.1073/pnas.1017150108 ↗
24. 10.1038/s41573-022-00505-410.1038/s41573-022-00505-4 ↗
25. 10.1007/s11427-020-1702-x10.1007/s11427-020-1702-x ↗
26. 10.1038/nrm.2017.710.1038/nrm.2017.7 ↗
27. 10.1016/j.cell.2018.12.03510.1016/j.cell.2018.12.035 ↗
28. 10.1101/gad.331520.11910.1101/gad.331520.119 ↗
29. 10.1038/ncomms366010.1038/ncomms3660 ↗
30. 10.1016/j.cell.2016.11.05410.1016/j.cell.2016.11.054 ↗
31. 10.1016/j.cell.2018.10.04810.1016/j.cell.2018.10.048 ↗
32. 10.1016/j.cell.2018.10.05710.1016/j.cell.2018.10.057 ↗
33. 10.1126/science.122582910.1126/science.1225829 ↗
34. 10.1016/j.cell.2013.06.04410.1016/j.cell.2013.06.044 ↗
35. 10.1016/j.cell.2013.02.02210.1016/j.cell.2013.02.022 ↗
36. 10.1016/j.cell.2014.09.03910.1016/j.cell.2014.09.039 ↗
37. 10.1073/pnas.111548510910.1073/pnas.1115485109 ↗
38. 10.1093/nar/gkv153310.1093/nar/gkv1533 ↗
39. 10.1038/s41573-020-0086-410.1038/s41573-020-0086-4 ↗
40. 10.1038/416703a10.1038/416703a ↗
41. 10.1016/j.tibs.2008.09.00410.1016/j.tibs.2008.09.004 ↗
42. 10.1038/s41586-018-0259-z10.1038/s41586-018-0259-z ↗
43. 10.1016/j.sbi.2021.03.01310.1016/j.sbi.2021.03.013 ↗
44. 10.1038/ng0198-4510.1038/ng0198-45 ↗
45. 10.1016/j.tcb.2018.02.00410.1016/j.tcb.2018.02.004 ↗
46. 10.1016/S0092-8674(00)81053-310.1016/S0092-8674(00)81053-3 ↗
47. 10.1016/S0092-8674(00)81307-010.1016/S0092-8674(00)81307-0 ↗
48. 10.1126/science.107287310.1126/science.1072873 ↗
49. 10.1038/nrn151710.1038/nrn1517 ↗
50. 10.1038/nm.224510.1038/nm.2245 ↗
51. 10.1126/science.aad996410.1126/science.aad9964 ↗
52. 10.1016/j.cell.2019.05.00110.1016/j.cell.2019.05.001 ↗
53. 10.1038/nature1429910.1038/nature14299 ↗
54. 10.1073/pnas.141791011210.1073/pnas.1417910112 ↗
55. 10.1038/nmeth.236010.1038/nmeth.2360 ↗
56. 10.1038/nchembio.206310.1038/nchembio.2063 ↗
57. 10.1038/s41467-017-00060-210.1038/s41467-017-00060-2 ↗
58. 10.1038/nmeth.144410.1038/nmeth.1444 ↗
59. 10.1038/s41467-018-04185-w10.1038/s41467-018-04185-w ↗
60. 10.1016/j.sbi.2020.10.00710.1016/j.sbi.2020.10.007 ↗
61. 10.1016/j.cell.2016.06.01010.1016/j.cell.2016.06.010 ↗
62. 10.1016/j.cell.2018.06.04710.1016/j.cell.2018.06.047 ↗
63. 10.1016/j.cell.2016.07.00810.1016/j.cell.2016.07.008 ↗
64. 10.1016/j.cell.2016.04.04710.1016/j.cell.2016.04.047 ↗
65. 10.1038/s41589-021-00840-410.1038/s41589-021-00840-4 ↗
66. 10.1038/s41467-021-23410-710.1038/s41467-021-23410-7 ↗
67. 10.1038/s41589-022-01252-810.1038/s41589-022-01252-8 ↗
68. 10.1038/s41589-019-0284-810.1038/s41589-019-0284-8 ↗
69. 10.1038/s41589-022-01203-310.1038/s41589-022-01203-3 ↗
70. 10.1038/s44222-023-00052-610.1038/s44222-023-00052-6 ↗
71. 10.1126/science.119870110.1126/science.1198701 ↗
72. 10.1016/j.molcel.2015.01.01310.1016/j.molcel.2015.01.013 ↗
73. 10.1016/j.cbpa.2021.08.00510.1016/j.cbpa.2021.08.005 ↗
74. 10.1016/j.cell.2018.05.04210.1016/j.cell.2018.05.042 ↗
75. 10.1021/acs.analchem.7b0358410.1021/acs.analchem.7b03584 ↗
76. 10.1016/j.str.2003.10.00210.1016/j.str.2003.10.002 ↗