通過構(gòu)建人造生物系統(tǒng),可以深入探究生命的復(fù)雜性和基本原理,揭示細(xì)胞運(yùn)作的奧秘。在這其中,自下而上的合成生物學(xué)作為一個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域,具有突出的重要性和深遠(yuǎn)的意義。它通過逐步組裝生物分子、細(xì)胞和組織單元,構(gòu)建出更為復(fù)雜的生物系統(tǒng)和結(jié)構(gòu),為科學(xué)研究和應(yīng)用創(chuàng)新提供了新的途徑。
圖五:基于聚集囊泡的組織模型中的酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)。(A)展示了“囊泡A”、 “囊泡B” 和油筏之間的酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)“囊泡A” 和“囊泡B” 都被封裝在油筏中,加入葡萄糖后,油相中的報(bào)告分子會(huì)發(fā)出綠色熒光。(B) 熒光顯微圖像和熒光強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖表,顯示了由以下組成的囊泡聚集群的情況:(i) 同時(shí)含有“囊泡A” 和“囊泡B”,(ii) 無蜜蜂毒肽的對(duì)照組,(iii) 僅含“囊泡A”,和 (iv) 僅含“囊泡B”。
在本研究中構(gòu)建的自下而上的人造組織陣列展現(xiàn)了分子信號(hào)的迅速傳遞,不僅跨越了液滴隔間中的多個(gè)脂質(zhì)雙層,還跨越了液滴隔間與外部環(huán)境之間的脂質(zhì)雙層。脂質(zhì)雙層中的選擇性通道確保了小分子的快速擴(kuò)散,同時(shí)將大酶封存在隔間內(nèi),觸發(fā)了有序級(jí)聯(lián)化學(xué)反應(yīng),這些反應(yīng)可以按順序有序地進(jìn)行。
通過精準(zhǔn)控制相互連接的液滴隔間的數(shù)量、形狀和組成,能夠根據(jù)需要精心設(shè)計(jì)不同的結(jié)構(gòu)。每個(gè)組織模塊可被視為微型處理器,其中分子通過細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-環(huán)境之間的通信實(shí)現(xiàn)快速信號(hào)傳輸,彰顯了其在生物化學(xué)傳感和微反應(yīng)器陣列方面的應(yīng)用潛力。
該工作第一作者為深圳大學(xué)助理教授齊成,共同通訊作者為深圳大學(xué)副教授劉洲和孔湉湉。
論文信息:Facile and Programmable Capillary-Induced Assembly of Prototissues via Hanging Drop Arrays
Cheng Qi, Xudong Ma, Junfeng Zhong, Jiangyu Fang, Yuanding Huang, Xiaokang Deng, Tiantian Kong*, and Zhou Liu*
ACS Nano
DOI: 10.1021/acsnano.3c03516
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03516
作者簡(jiǎn)介:劉洲,深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院特聘研究員、博導(dǎo)。主要從事微流控技術(shù)、流體物理、軟物質(zhì)材料等方面的研究,在Advanced Materials,Angewandte Chemie,Advanced Functional Materials,Small 等研究領(lǐng)域重要期刊上發(fā)表論文50余篇。所獲榮譽(yù)包括日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展銀獎(jiǎng)、中國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)基礎(chǔ)研究二等獎(jiǎng)、深圳市優(yōu)青、深圳市海外高層次人才B類,擔(dān)任中國(guó)化工學(xué)會(huì)微化工專委會(huì)青年委員等職務(wù)。
課題組長(zhǎng)期招收高分子材料、微流控、仿生表界面、人工細(xì)胞與細(xì)胞器、柔性傳感等方向博后和副研究員,年薪30萬以上,歡迎聯(lián)系z(mì)houliu@szu.edu.cn。
下載:Facile and Programmable Capillary-Induced Assembly of Prototissues via Hanging Drop Arrays
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