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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
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喬燕課題組在構(gòu)建仿生膜化人工細(xì)胞方面取得新進(jìn)展
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喬燕課題組在構(gòu)建仿生膜化人工細(xì)胞方面取得新進(jìn)展 2023-06-28 | 編輯： | 【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】 液-液相分離形成的凝聚液滴因其類細(xì)胞質(zhì)的內(nèi)部環(huán)境、選擇性富集分子的性質(zhì)和動態(tài)的組裝能力，被廣泛地作為人工細(xì)胞（器）研究。近年來研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中廣泛存在的無膜細(xì)胞器也是液-液相分離形成的凝聚液滴，其形成與解體與細(xì)胞中的多種信號傳導(dǎo)、代謝過程相關(guān)。而這些凝聚液滴由于易于融合而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低，限制其結(jié)構(gòu)高級次化和功能復(fù)雜化。 在國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院和北京分子科學(xué)國家研究中心的大力支持下，化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室喬燕課題組開展了人工細(xì)胞的構(gòu)筑、應(yīng)用及其類細(xì)胞行為的研究，取得了系列研究進(jìn)展（Nat. Commun. 2021, 6113; Sci. Adv. 2021, eabf9000; Adv. Sci. 2021, 2101187）。 最近，該研究團(tuán)隊(duì)模擬植物細(xì)胞壁，對液-液相分離形成的凝聚液滴包裹了類似細(xì)胞的剛性質(zhì)膜，從而限制其融合，增加了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了凝聚液滴組織的高級次結(jié)構(gòu)和復(fù)雜可調(diào)控的功能。 該研究團(tuán)隊(duì)通過多糖高分子對蛋白質(zhì)和維生素組裝形成的凝聚液滴進(jìn)行了表面膜化，限制了液滴融合，實(shí)現(xiàn)了對凝聚液滴尺寸的控制；調(diào)節(jié)了液滴間物質(zhì)交換，構(gòu)建了可以通訊的多元人工細(xì)胞群落；多糖膜的半透性增強(qiáng)了凝聚液滴對客體物質(zhì)選擇性攝取，實(shí)現(xiàn)了凝聚液滴表面功能化。在此基礎(chǔ)上，由于多糖膜的生物可降解性，賦予了凝聚液滴膜門控能力，通過酶觸發(fā)膜透過性的變化，引起大腸桿菌被凝聚液滴人工細(xì)胞捕獲和殺滅。此外，多糖膜化的凝聚液滴通過離心可進(jìn)一步組裝成類組織結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了不同人工細(xì)胞區(qū)室間的酶級聯(lián)催化反應(yīng)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于Journal of the American Chemical Society期刊上（J. Am. Chem. Soc., 2023, 145 (23), 12576-12585）。 論文第一作者為博士生姬楊麗敏，通訊作者為喬燕研究員。 圖 模擬植物細(xì)胞壁對凝聚液滴人工細(xì)胞進(jìn)行仿生膜化 高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室 2023年6月28日 |
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