通过构建人造生物系统,可以深入探究生命的复杂性和基本原理,揭示细胞运作的奥秘。在这其中,自下而上的合成生物学作为一个跨学科领域,具有突出的重要性和深远的意义。它通过逐步组装生物分子、细胞和组织单元,构建出更为复杂的生物系统和结构,为科学研究和应用创新提供了新的途径。
图五:基于聚集囊泡的组织模型中的酶级联反应。(A)展示了“囊泡A”、 “囊泡B” 和油筏之间的酶级联反应。当“囊泡A” 和“囊泡B” 都被封装在油筏中,加入葡萄糖后,油相中的报告分子会发出绿色荧光。(B) 荧光显微图像和荧光强度随时间变化的图表,显示了由以下组成的囊泡聚集群的情况:(i) 同时含有“囊泡A” 和“囊泡B”,(ii) 无蜜蜂毒肽的对照组,(iii) 仅含“囊泡A”,和 (iv) 仅含“囊泡B”。
在本研究中构建的自下而上的人造组织阵列展现了分子信号的迅速传递,不仅跨越了液滴隔间中的多个脂质双层,还跨越了液滴隔间与外部环境之间的脂质双层。脂质双层中的选择性通道确保了小分子的快速扩散,同时将大酶封存在隔间内,触发了有序级联化学反应,这些反应可以按顺序有序地进行。
通过精准控制相互连接的液滴隔间的数量、形状和组成,能够根据需要精心设计不同的结构。每个组织模块可被视为微型处理器,其中分子通过细胞-细胞和细胞-环境之间的通信实现快速信号传输,彰显了其在生物化学传感和微反应器阵列方面的应用潜力。
该工作第一作者为深圳大学助理教授齐成,共同通讯作者为深圳大学副教授刘洲和孔湉湉。
论文信息: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
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03516
作者简介:刘洲,深圳大学化学与环境工程学院特聘研究员、博导。主要从事微流控技术、流体物理、软物质材料等方面的研究,在Advanced Materials,Angewandte Chemie,Advanced Functional Materials,Small 等研究领域重要期刊上发表论文50余篇。所获荣誉包括日内瓦国际发明展银奖、中国化学学会基础研究二等奖、深圳市优青、深圳市海外高层次人才B类,担任中国化工学会微化工专委会青年委员等职务。
课题组长期招收高分子材料、微流控、仿生表界面、人工细胞与细胞器、柔性传感等方向博后和副研究员,年薪30万以上,欢迎联系zhouliu@szu.edu.cn。
下载:Facile and Programmable Capillary-Induced Assembly of Prototissues via Hanging Drop Arrays
- 浙江大学罗英武教授团队 ACS Nano:可编程的微相分离在弹性网络中产生图案化微结构 2024-12-09
- 南洋理工周琨教授、东南大学刘小将研究员 AFM:毛细力辅助液态金属三维图案化 2024-12-09
- 兰州化物所王晓龙、深技大张智星 AFM:无缝互锁图案化硬骨架强化水凝胶 2024-11-26
- 浙理工易玲敏教授团队 CEJ:非均相润湿性策略构筑高效原油/水乳液分离膜 2024-05-01
- 深圳大学张学记、许太林教授团队 ACS Nano:具有Janus润湿性的水凝胶功能化绷带-用于有效的单向给药和伤口护理 2024-01-18
- 电子科大邓旭教授团队 PNAS: 苏菲旋转的Leidenfrost液滴 2023-09-01