问题背景：

真核细胞存在许多结构上相对独立的细胞器，包括细胞核，细胞膜，内质网，高尔基体，线粒体，溶酶体，内含体，脂滴等。它们通过膜结构相互隔绝，使得细胞在同一时间可以发生多个不同的生化反应和生理过程，维持细胞的正常运转。虽然在结构和功能上相对独立，但是它们之间又是相互协作，共同完成某些生理过程，所以不同细胞器之间必然存在多种相互作用或接触，这也是维持细胞稳态所必需的。

细胞器之间的相互作用又叫膜接触，其作用界面称为膜接触位点（membrane contact sites，MCSs）。通常膜接触位点上来源于不同细胞器的两种膜界面的距离少于30纳米，且不会发生融合。在全世界范围内，这方面的研究起步较晚，属于新领域，但最近几年的研究表明细胞内存在多种膜接触位点。

内质网是细胞内最广泛存在的细胞器，这大大提高了它与其它细胞器相互接触的可能性，大量研究结果也证明了这一猜想。研究表明内质网能与线粒体，高尔基体，过氧化物酶体，细胞膜，脂滴，溶酶体，叶绿体，内含体等细胞器形成膜接触位点。此外溶酶体与过氧化物酶体，线粒体与叶绿体，酵母中线粒体与液泡，核膜与液泡等也会形成膜接触位点。

目前的研究结果认为膜接触位点在细胞内的主要作用是调节钙离子的运输和脂类分子的生物合成，交换，代谢等。内质网是细胞内的钙离子库,内质网-线粒体之间的钙离子对话等都是通过内质网与相应细胞器形成膜接触位点而实现。除了钙离子运输，使脂类分子在不同细胞器之间的交换是膜接触位点的另一重要功能。不同细胞器具有不同的膜成分，比如磷脂酰胆碱（Phosphatidylcholine ,PC）在内质网中最丰富，而磷脂酰乙醇（Phosphatidylethanolamine, PE）和心磷脂(cardiolipin, CL)在线粒体上有很大富集。除了个别磷脂可以通过相关的脂酶原位合成外，细胞内的大部分脂分子均在内质网内合成，然后被运输到其它细胞器。这种运输一方面通过小泡形式，另外一方面即通过膜接触位点实现。

细胞器膜接触十分动态和复杂，细胞器互作网络的动态变化对于维持细胞器的稳态平衡、调控其动态变化、介导细胞器之间的相互作用起着至关重要的作用，同时也是细胞执行各种重要生理功能所必需的。目前对其生理、病理功能研究尚处于起步阶段，存在较大发展空间。因此，未来的研究需要融汇遗传、新颖成像技术及各种其他手段，深入解析发育及成体中细胞器互作网络，系统研究其在不同生理及病理条件下的动态变化，最终鉴定参与调控此类过程的关键因子并阐明其作用的作用机制，从而在分子机理和疾病研究两方面齐头并进。

关键突破点：

在分子机制上，目前研究得相对比较清楚的是内质网-线粒体，内质网-细胞膜，内质网-溶酶体/内含体之间的膜接触位点。所有膜接触位点的形成有个共同的特征，即都由tethering蛋白介导发生。比如内质网-细胞膜之间的tethering复合物有ORPs蛋白，内质网-线粒体之间的tethering蛋白主要有Mfn蛋白和ERMES复合物16。很显然的是，膜接触位点领域的研究正处在一个高速发展时期，有大量的未知问题亟待解决，特别是以下方面可能是未来的研究重点。

第一，除了钙离子和脂类分子的运输，膜接触位点是否还参与了其它物质的运输？此外有报道表明细胞自噬小体起源于内质网-线粒体的膜接触位点，所以我们有理由质疑膜接触位点是否还参与了其它更多生理过程的调节？

第二，在分子机制上，许多膜接触位点的形成过程并不清楚，需要结合多种生物学手段包括蛋白质组学，生化，基因组学，遗传学，电镜，结构生物学等鉴定相关参与形成的蛋白，对其分子水平的形成过程进行全面的阐述。

第三，除了已被鉴定的膜接触位点，是否还有存在但未被发现的？目前的研究基本针对细胞质内的细胞器，但事实上细胞外也存在许多细胞器，比如外泌体，迁移小体等，它们之间是否也会形成膜接触位点？如果存在，它们的生理功能是否类似于细胞内的膜接触位点？

第四，由于酵母的易操作性和基因组的单一性，很多膜接触位点的研究主要集中在酵母中，未来应该投入更多的研究于哺乳动物细胞，组织及个体上。这样才能探索清楚膜接触位点与疾病特别是目前严重威胁人类健康的包括癌症，老年痴呆等是否有关系。

战略意义：

本领域的研究将充分发挥我国在膜生物学研究领域现有的资源和技术等方面的优势，利用多种模式动物（线虫、果蝇、小鼠等）的研究平台，结合目前细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学、计算生物学、发育生物学的前沿研究技术，在细胞器相互作用网络的分子细胞生物学机制，细胞器网络在生物膜稳态维持、动态变化及其与各种重要细胞生命过程如细胞生长、分化、迁移、细胞重编程等的关键作用等方面产生概念性突破，提出原创性理论，并在细胞器网络功能失调与相关重大疾病的发病机理方面有更深入的理解，为这类疾病的诊断、预防和创新药物研发提供重要的理论基础。

我国目前在细胞器互作领域形成了良好的工作积累和团队力量，拥有跨越创新的人才储备和高水平人才队伍，已取得了一系列突破，形成了多点赶超国际前沿的势头。本领域的突破和长足发展，可以使我国该领域保持领先地位，同时为我国培养和造就出相关领域的优秀人才队伍。